Evaluar científicamente la influencia de los proyectos de restauración ecológica en la función de conservación del agua (WCF) de los ecosistemas regionales es la base para formular políticas de restauración ecológica regional y optimizar y ajustar los proyectos de restauración ecológica. En este artículo, consideramos plenamente el proceso de generación y confluencia de escorrentía en las Montañas Qilian con la situación real de la cuenca y reevaluamos el parámetro Z para mejorar la precisión de simulación del modelo InVEST. Sobre esta base, se cuantificó el impacto del proyecto de restauración ecológica en la WCF en los tramos superiores de la Cuenca del Río Shiyang (SRB) en la parte oriental de las Montañas Qilian. Los resultados mostraron que, en general, la profundidad de conservación del agua (WCD) de las tierras forestales fue la mayor (138.5 mm) y la de las tierras cultivadas fue la menor (24.78 mm), mientras que el coeficiente de conservación del agua de las tierras forestales también fue el mayor (93.36%) y el de las tierras no utilizadas fue el menor (16.67%). Desde 1986 hasta 2018, la WCD mostró una tendencia creciente en los tramos superiores de la SRB, entre ellos, la WCD en los afluentes occidentales aumentó más rápido que en los afluentes orientales desde 1986 hasta 2000. Las áreas significativamente aumentadas se distribuyeron principalmente en los tramos medios de los afluentes occidentales y en las áreas de origen de los afluentes orientales, mientras que las áreas significativamente disminuidas se distribuyeron principalmente en las áreas de origen de los afluentes occidentales y en la zona de expansión de tierras cultivadas en los tramos medios de los afluentes orientales. Desde 2000 hasta 2018, la WCD de los afluentes orientales aumentó más que la de los afluentes occidentales. Las áreas significativamente aumentadas se distribuyeron principalmente en los cuatro afluentes orientales, y las áreas significativamente disminuidas estaban dispersas en los tramos medios y bajos de cada afluente. Desde 1986 hasta 2000, la influencia general del cambio de uso del suelo en el aumento de la WCD fue negativa, mientras que la influencia del clima y el cambio de uso del suelo en el aumento de la conservación del agua fue positiva desde 2000 hasta 2018. La influencia del cambio de uso del suelo en la WCD fue diferente en los diferentes afluentes. Entre ellos, la de los afluentes occidentales (excepto el Río Dongda) fue positiva en dos períodos diferentes, mientras que la de los afluentes orientales (excepto el Río Xiying) cambió de negativa a positiva. La implementación del proyecto de restauración ecológica fue una de las principales razones para la mejora de la WCF en las Montañas Qilian de 2000 a 2018, con una contribución del 9.04%. En el futuro, se debe fortalecer la protección y restauración de las áreas donde ha disminuido la WCF, y se espera que el valor Z determinado en este artículo se aplique en las cuencas de ríos interiores áridos del noroeste de China.