本发明公开了一种梯级水库联合消落次序优化计算方法及系统，包括：拟合上游来水、区间来水和下游水位的三维联合概率分布，随机抽样获取海量情景；构建多目标优化调度模型，基于海量情景对多目标优化调度模型进行模拟计算与求解，获得海量情景下优化调度方案样本集；构建决策模型，从优化调度方案样本集中优选出最优解，将最优解对水库运行过程进行反演，确定消落时间，得到海量情景下梯级水库联合消落次序样本集；基于不同情景下梯级水库联合消落次序样本，提炼最优消落次序的规律性信息，制定梯级水库联合消落次序优化规则。与现有技术相比，能够在全面考虑到防洪、供水、生态和航运的综合利用目标的同时得到实用且优秀的蓄放水规则。