El acuífero Ogallala del sur continúa disminuyendo debido a décadas de riego con una recarga mínima. Las regulaciones recientemente promulgadas que limitan las extracciones de agua subterránea y el potencial de rentabilidad agrícola con sistemas de producción de algodón indican fuerzas impulsoras para aumentar la superficie de producción de algodón en las Llanuras Altas del Norte de Texas (NHPT). Este estudio se centró en evaluar el cambio de uso de la tierra de maíz o trigo de invierno a algodón bajo condiciones de riego y secano en la cuenca de Palo Duro (PDW) en el NHPT utilizando un modelo mejorado de Herramienta de Evaluación de Suelos y Agua (SWAT). El cambio de uso de la tierra de maíz irrigado a algodón irrigado llevó a reducciones en el riego anual promedio (2000-2014), la evapotranspiración real (ETa) y el escorrentía superficial en un 21%, 7% y 63%, respectivamente. Sin embargo, el reemplazo de trigo irrigado por algodón irrigado causó un aumento en el riego y ETa del 46% y 18%, respectivamente. La conversión de uso de la tierra de trigo de secano a algodón de secano mostró disminuciones del 0.1% y 15% en ETa y escorrentía superficial, respectivamente. Se encontraron reducciones de más del 40% en los rendimientos simulados de algodón cuando la superficie de siembra de algodón se trasladó hacia el norte a las más frescas NHPT. El cambio continuo en el uso de la tierra proporcionó una opción para alargar la disponibilidad de agua del acuífero Ogallala del sur para riego.