不论在国际层面还是在国内层面，水科学研究与水技术产业发展都面临着来自人口结构、卫生健康、社会发展、经济增长和生态环境等诸多领域的严峻挑战。1950年至今，全球用水量已增长了3倍。到2050年，全球人口预计将增长至90亿，全球用水量将会再增长3倍。到2030年，全球将有47%的人口将面临水资源短缺压力，水资源分布不均衡情况将会持续恶化。全球新增人口中将有90%来自发展中国家和新兴市场国家，而这些国家很多已面临清洁饮用水缺乏问题。目前，全球每年有500万人死于水卫生疾病，9亿人无法获得清洁饮用水，26亿人缺乏基本卫生设施。全球气候变化将导致干旱、洪水等区域性自然灾害发生频率上升。欧洲每年因干旱造成经济损失约30亿欧元。2002年，德国易北河水灾造成了100多亿欧元经济损失。经济全球化、人口增长和社会结构变化将给城市和城市周边地区水资源承载带来更大压力。水体污染、水体富营养化和水资源短缺问题相互交织在一起，使水生生态系统更为脆弱。目前，全球每天污水排放量达200万吨，有近60%的大型河流受到人工堤坝水库等严重影响。
上述严峻挑战是人类未来生存发展需要面对的考验，但在另一方面，也为全球和德国水科学研究创新和水产业繁荣发展带来了巨大机遇。目前，全球水产业市场规模已经达到5000亿欧元，全球水产业每年投资需求达4500亿欧元。今后十年，全球水资源开发、处理、输送和净化等产业领域市场规模将以年均6%的速度递增，达到8000亿欧元。德国水产业共吸纳劳动力就业25万，每年投资需求高达80亿欧元3。德国水科学研究和水技术产业发展位居世界前列。2011年，德国可持续水技术产业领域技术产品约占全球市场份额的10%，而在水资源高效利用技术产业领域市场占有率高达20%。
为此，德国政府认为：水科学研究和水产业发展要更好应对未来多样化、多领域、不同应用方式和不同地理区域的差异化需求，以确保德国在水科学研究和水产业发展领域的优势地位。这具体包括以下四方面：一是在全球水资源不断减少的背景下，促进水资源的高效利用；二是提升水资源供应和处理安全保障，实现水资源可持续循环利用；三是按照可持续发展理念，确保水资源在不同应用领域和不同代际间保持平衡；四是适应人口结构变化和城镇化发展的基础设施等。这也是德国联邦教研部提出可持续水管理理念、探索研究跨领域系统化技术解决方案的重要原因。按照需求驱动导向原则，《可持续水管理》研究计划将开展跨学科和跨领域系统研究。
图5-16 需求驱动的可持续水管理结构示意图
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