Bu çalışmada, çok amaçlı ve çok barajlı bir su kaynakları sistemi tanımlanmıştır. Sistem üzerine enerji üretimi amaçlı uzun süreli, taşkın kontrolü amaçlı kısa süreli ve hem taşkın kontrolü hem de enerji üretimi amaçlı gerçek zamanlı optimal işletme modelleri geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerde, ardışık yaklaşımlı dinamik programlama (DPSA) optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Uzun ve kısa süreli optimal işletme modelleri ile elde edilen optimal seviyeler, gerçek zamanlı optimal işletme modelinde kılavuz seviyeler olarak kullanılacaktır. Gerçek zamanlı optimal işletmede, amaç fonksiyonu olası taşkın durumunda hem taşkından oluşabilecek zararları en aza indirgemek hem de optimal enerji üretimini sağlamak üzerinedir. Gerçek zamanlı ve kısa süreli optimal işletmeler esnasında, barajdan bırakılan akımların diğer barajın aksına taşınması için kinematik dalga yaklaşımı kullanılmıştır. Modeller, Ceyhan Havzası’nda bulunan çok barajlı bir su kaynakları sistemine uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, taşkın kontrolü ile enerji üretimi bakımından değerlendirilmiştir.