Las áreas irrigadas son vectores principales del desarrollo agrícola y componentes de los ecosistemas. El nivel freático mantiene la seguridad ecológica y el desarrollo sostenible de las áreas irrigadas. Bajo la influencia de prácticas de riego irracionales, como el riego por inundación o el ahorro extremo de agua sin considerar el impacto ecológico, diferentes áreas dentro de un distrito de riego pueden experimentar anomalías en los niveles freáticos (demasiado profundos o demasiado superficiales). Es de gran importancia llevar a cabo investigaciones sobre la asignación de recursos hídricos y estrategias futuras de ahorro de agua, teniendo en cuenta las profundidades del agua subterránea. En este estudio, se utilizó un método para la asignación óptima de recursos hídricos de riego que consideraba el nivel freático para regular las prácticas de riego irracionales y revelar la dirección futura del ahorro de agua. El condado de Helan en la provincia de Ningxia, un área irrigada ecológicamente frágil y árida, fue seleccionado como caso de estudio. Se analizaron múltiples escenarios de diferentes usos del agua y diferentes grados de ahorro de agua. Los resultados mostraron que las medidas de ahorro de agua no relacionadas con la ingeniería (como ajustar la estructura de siembra y controlar la cantidad de riego para el arroz) tenían mejores beneficios en comparación con las medidas de ingeniería (como el riego eficiente de ahorro de agua y el revestimiento de canales). Al implementar solo una medida de ahorro de agua, la estrategia de reemplazar el 75% del área de arroz con maíz produjo los mejores resultados. Este enfoque puede reducir la tasa de escasez de agua de riego al 11% e incrementar en un 4,58% la superficie donde el nivel freático es razonable. Cuando se implementan múltiples medidas de ahorro de agua juntas, la estrategia más efectiva para los esfuerzos futuros de ahorro de agua implica la implementación conjunta de varias medidas: reemplazar el 75% del área de arroz con maíz, limitar el riego para el arroz a no más de 11,85 mil m/ha, adoptar riego de ahorro de agua de alta eficiencia en el 90% de la región de riego de agua bombeada y en el 40% de la región de riego de agua canalizada, y mantener el coeficiente de utilización del agua del canal en 0,62. Esta estrategia puede mantener la escasez de agua de riego por debajo del 3,66% e incrementar la superficie donde el nivel freático es razonable en un 4,58% por año. Las conclusiones y enfoques de investigación pueden proporcionar referencias para la formulación de medidas de ahorro de agua para el desarrollo sostenible de áreas irrigadas.