La escasez de agua, la salinización del suelo y la desertificación amenazan los ecosistemas agrícolas sostenibles del distrito de riego de Hetao, en la cuenca del río Amarillo (YRB). La cuantificación precisa de la dinámica del agua en el suelo y los procesos de consumo de agua de las plantas es esencial para la sostenibilidad agrícola del distrito de riego. Por lo tanto, este estudio se centró principalmente en los coeficientes de cultivo y los procesos de consumo de agua de tres tipos de plantas representativas en el distrito de riego de Hetao, cada uno correspondiente a un sistema de tierras específico: (tierras cultivadas), (tierras baldías) y (áreas de lago). El modelo SIMDualKc fue calibrado y validado en función de los datos de observación in situ (contenido de agua en el suelo y rendimiento) durante 2018 (condiciones convencionales), 2023 y 2024 (condiciones de ahorro de agua profundo). Los resultados muestran una fuerte concordancia entre la humedad del suelo simulada y observada y los rendimientos de los cultivos. Los resultados indican que las curvas de proceso del (coeficiente de cultivo basal) y del (coeficiente de cultivo ajustado) casi se superpusieron para los tres tipos de plantas en 2018 y 2023. Sin embargo, bajo el proyecto de ahorro de agua profundo implementado en 2024, las curvas de proceso para los tres tipos de plantas mostraron una reducción significativa (aproximadamente 15%). Las fracciones de evaporación del suelo fueron estables entre el 19% y el 30% durante 2018, 2023 y 2024. La contribución del ascenso capilar alcanzó el 38.61-43.18% en tierras cultivadas, 41.52-48.93% en tierras baldías y 38.08-46.57% en áreas de límite de lago, lo que subraya el papel significativo de la recarga de aguas subterráneas en el sostenimiento del consumo de agua de las plantas. Las relaciones de transpiración real a potencial durante 2023-2024 disminuyeron entre un 3% y un 11% para las tierras cultivadas, un 5% y un 12% para las tierras baldías, y un 23% para las áreas de lago en comparación con los valores de 2018. El ascenso capilar disminuyó aproximadamente un 10% durante todo el sistema. Las prácticas de ahorro de agua profundo aumentaron la profundidad de las aguas subterráneas y restringieron la recarga de aguas subterráneas a las plantas a través del ascenso capilar, lo que perjudicó la transpiración y el crecimiento de las plantas. Estos hallazgos proporcionan apoyo científico para la agricultura sostenible y la seguridad ecológica en la cuenca del río Amarillo.