Este trabalho tem por objetivo avaliar a operação conjunta dos reservatórios Engenheiro Ávidos e São Gonçalo quanto aos múltiplos usos da água, através de suas demandas, considerando também, o incremento da vazão oriunda da transposição do rio São Francisco e de hipotéticas Estações de Tratamento de Esgotos (ETE). Esse sistema de reservatórios localiza-se no semiárido paraibano, uma região em que a escassez hídrica é um grande fator limitante do desenvolvimento econômico e social, além de ser fonte de conflitos entre os diversos usuários da água. Entre os principais usos destes reservatórios estão o atendimento das demandas de duas importantes cidades paraibanas, Cajazeiras e Sousa, e do Perímetro Irrigado de São Gonçalo. A metodologia consistiu em analisar quatro cenários operacionais de rede de fluxo empregando-se otimização, com auxilio do software LINGO 16.0. Como resultado, constatou-se que a situação operacional dos reservatórios é complexa diante da realidade das diversas demanda, que em alguns cenários ficam comprometidas, outra constatação é que a futura contribuição da transposição do Rio São Francisco, assim como a utilização de ETE’s, podem garantir o atendimento das demandas de abastecimento urbano e irrigação em sua totalidade.