明、清两代，宁夏平原的农田水利，又有新的发展。
明代，宁夏也是边防要地。当时东起辽东，西到陇西，在明长城沿线，驻守大军，设立九个军事重镇。宁夏一地占了两个，即宁夏镇和固原镇，前者的治所在今银川市，后者的治所在今固原县。明朝又推行军屯制度，边镇驻兵，四成戍卫，六成屯田。为了屯田需要，他们在宁夏平原大兴农田水利。
银川平原，面积大，农田多，所以这里仍是明朝农田水利建设的重点。它曾多次组织力量，既维修旧渠，又开凿新渠。有时工程的规模较大，如弘治七年(公元1494年)的一次，凿唐来渠以西的渠道300多里。因此，银川平原的灌溉田亩较多，据统计，嘉靖年间(公元1522—1567年)，仅河西灌区的汉延和唐来以及河东灌区的秦渠和汉渠，灌田即达13000多顷。
开辟新灌区，这是明朝建设宁夏水利的特点。明以前，各代对宁夏平原的水利建设，主要的集中在面积较大、耕地较多的银川平原，在这里建起了两个灌区，那就是以秦渠和汉渠为主要灌渠的河东灌区，和以汉延、唐来为主要灌渠的河西灌区。在卫宁平原虽然也有兴建，但规模较小。明朝除注意河东、河西两灌区的建设外，又在较小的卫宁平原上建起了一批具有一定规模的灌溉系统，这样，便开辟了一个新的灌区，即卫宁灌区。在明朝，见于记载的这个灌区的灌溉渠道有蜘蛛、柳青、胜水、石空、七星等12条渠道。其中除元朝已有蜘蛛等渠外，其他多是明朝新建。大的渠道，每条可溉田三四百顷，小的百顷左右，总溉田面积为2000多顷。
清朝，宁夏平原的水利建设，也有不少成绩，特别是康熙、雍正、乾隆三代，相继穿凿了大清、惠农、昌润等一批重要的渠道。大清渠凿于康熙四十七年(公元1708年)，渠口上离唐来渠渠口25里，下距汉延渠渠口五里，渠长75里，渠道位于唐来、汉延两渠间，溉两渠间高地1200余顷，尾水注入唐来渠。惠农渠凿于雍正四年(公元1726年)，渠口在汉延渠渠口下方，渠长370里，为当时宁夏灌区第一长渠，溉田2800余顷。昌润渠也开于雍正四年，乾隆时期又作了两次修理，位于惠农渠下游东面，长136里，溉田1700顷。
由于清朝除修旧渠外，又凿成一批新渠，因此，当时平原上新旧渠道多达30多条，再加上支渠，形如蛛网。其中有10条较为重要，号称“宁夏十大渠”。这十大渠有三条在河东灌区，即秦渠、汉渠和天水渠。五条在河西灌区，即汉延渠、唐来渠、大清渠、惠农渠和昌润渠。两条在卫宁灌区，即由蜘蛛渠演变而来的美利渠和七星渠。民国时期，宁夏水利也略有兴建，开了一条规模较大的云亭渠，渠长100多里，可溉农田2000多顷。十大渠中的天水渠实际上较小，远远不如云亭渠(图11)。
明清两代和民国时，宁夏灌区的溉田面积，大体上说，都在20000顷上下。
如上所述，经过持续不断的水利建设，2000多年来，使这里一直是我国西北地区重要的粮食产地，被誉为“塞上江南”。不过，在古代，还不可能在像黄河那样大型的河道上，修建拦河大坝，把水位提得很高，而只能无坝取水，用简单的、分劈河面约1/4的垒石斜坝导水入渠。结果，因为抬高水位不多，难以将渠道安排在较高的位置上，控灌面积受到严重的限制，溉田长期徘徊在一二万顷上下，无法有较大的突破。同时，历史上的宁夏水利，也缺乏必要的排水设施。土地盐碱化不断加深。例如银川地名的由来，便反映了这种情况，它不是富产白银的平川，而是到处盐碱，地表色白如银的缘故。中华人民共和国成立后，情况开始好转。青铜峡高坝的修建和渠道位置的调整，使溉田面积很快地增加到40000顷以上；排水网的建设，使土地盐碱化的程度也得到减轻。
图11 清代宁夏灌区示意图