1. 青土湖迅速干涸

水库落成后不久，位于民勤县北段的青土湖完全干涸。这是中国历史上面积最大干涸速度最快的大湖。青土湖在三千年前曾是近两万平方公里，几十米深的大湖，至解放初，青土湖还有100多平方公里。红崖山水库的修建，使青土湖的补水遭到了毁灭性的破坏，也破坏了当地的地下水系，导致了这一地区的沙漠化，并最终于1957年前后完全干涸沙化。青土湖的干涸使得腾格里和巴丹吉林两大沙漠会合，并以每年8-10米的速度向绿洲逼近。

2. 当地土壤盐碱化

由于失去上游来水的补给、中和、冲刷和稀释，从最下游的湖区五乡镇开始，盐碱化现象从土壤、地下水逐年向上游移动。此外水库抬高了库区地下水，使表层水因强烈的蒸发导致土壤盐碱化。水库本身是淤积重、面积大、蒸发量大，违背了干旱地区的人水和谐。

3. 土壤沙化、沙尘暴现象严重

民勤位于石羊河流域最下游，西、北、东三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围，红崖山水库修建之后，加之上中游用水量激增，石羊河下游的生态系统遭到毁灭性的破坏。由于缺少生态水源的补充，两大沙漠迅速向民勤县合拢，2012年，民勤的荒漠化面积已占土地面积的94%，荒漠边缘以每年3至4米的速度向绿洲推进，面临成为“第二个罗布泊”的威胁。1993年5月5日午后，西北地区出现了一次强沙尘暴天气，前后持续5个小时，死伤、失踪人数几百人。2010年4月24日，民勤县遭遇10—11级大风和特强沙尘暴袭击，持续时间3个小时零4分。引发火灾13起，其中农村10起，多处农村居民点连片起火。沙尘暴造成城乡部分区域断电，农村生产损失惨重，预计造成经济损失达2亿元。据民勤气象记录，沙尘暴的惨烈程度超过了1993年的“5·5”风暴，是民勤有气象记录以来最强的一次特强沙尘暴。