La irrigación intensiva en regiones áridas y semiáridas puede causar problemas ambientales significativos, incluyendo salinidad, encharcamiento y deterioro de la calidad del agua. La modelización de cuencas nos ayuda a entender los componentes esenciales del balance hídrico en estas áreas. Este estudio implementó un modelo SWAT (Herramienta de Evaluación de Suelos y Agua) modificado, adaptado para capturar las prácticas de irrigación dentro de un área de 15,900 km del Cuenca del Río Arkansas desde 1990 hasta 2014. El modelo analizó elementos clave del balance hídrico: escorrentía superficial, evapotranspiración, humedad del suelo, flujo lateral y flujo de retorno de aguas subterráneas, distinguiendo entre años húmedos y secos. Más del 90% de la precipitación es consumida por la evapotranspiración. El rendimiento hídrico promedio de la cuenca comprende un 19% de escorrentía superficial, un 39% de flujo de retorno de aguas subterráneas y un 42% de flujo lateral. Se simularon varios escenarios de irrigación, revelando que la transición de la irrigación por inundación a la irrigación por aspersión redujo la escorrentía superficial en más del 90% sin afectar la disponibilidad de agua para los cultivos en la región intensivamente irrigada de la cuenca. Los escenarios de sellado de canales mostraron reducciones sustanciales en el flujo de retorno de aguas subterráneas: aproximadamente un 15% con un 20% de sellado y alrededor de un 57% con un 80% de sellado. Análisis basados en escenarios como estos proporcionan valiosas perspectivas para optimizar la gestión de recursos hídricos en cuencas intensivamente irrigadas.