本发明公开了一种灌区多尺度节水潜力模拟评价方法，涉及水资源、水循环、农田水文及生态水文领域。包括以下步骤：调查待测灌区水循环转化过程；构建灌区水循环模型；模拟灌区地表水‑土壤水‑地下水转化过程，输出灌溉绿洲区‑灌域‑农田不同尺度下的水循环要素通量；确定植被良好、湖泊稳定、盐分平衡的生态阈值；确定单项措施或者综合措施节水方案集；计算不同措施、不同尺度的节水潜力；以生态阈值为约束，综合评价不同节水措施或方案集条件下的节水量及生态影响，计算保障生态健康的节水综合潜力。本发明有助于为科学评估多尺度节水潜力、灌溉用水效率及生态健康保护提供技术支撑。