为解决塔里木河干流水资源短缺、流域损失水量过大、用水效率低下、农业灌溉用水挤占生态用水等问题，基于“节水优先”的治水方针，以塔里木河二源流（阿克苏河、叶尔羌河）及其干流（“二源一干”）的山区水库群和平原水库群为研究对象，兼顾塔里木河干流的农业灌溉用水、生态用水、工业用水、生活用水等多目标，构建并求解了现状水平年和远景规划年的山区与平原水库群联合调度优化模型，分析了塔里木河干流的生态供水潜力和山区水库群联合调度的贡献。结果表明：仅通过干流平原水库群联合调度，农业灌溉用水和生态用水的供水保证率难以满足设计要求；通过山区与平原水库群优化调度，在远景规划年各行业均满足设计保证率要求，体现了山区水库群显著的调控性能和“节水优先”治水方针的合理性和可靠性；远景规划年塔里木河干流的生态供水潜力为2.84亿m~3,可为塔里木河下游生态保护与修复提供了坚实的水量基础。