宋、元、明、清四代，在我國東部建都，關中的政治地位下降，政府不像漢、唐兩代那樣大力建設這裡的水利，再加上泥沙的淤積越來越嚴重，因而總的說，關中水澆地的面積在逐漸縮小。
在宋朝，雖然不像漢唐那樣大力經營關中水利，但由於這裡是宋對西夏戰爭的軍事基地，駐有重兵，軍用糧秣很多，又不能不分出一些力量來建設當地的水利。宋朝在此集中建設三白渠。它改建了三白渠的渠首。因為涇水不斷刷深河床和泥沙不斷淤高渠底，原來三白渠的渠口已經引不上水，於是宋在原渠口的上方，開了一段新渠，接下方舊渠。這段新渠的工程比較完善，為了防沖，採用石材構築；為了減少泥沙進入下游，設置了澄池；為了防止洪水沖入灌區，修建了泄水閘。在渠繫上，唐以中白渠為重點，宋將太白渠改造成最重要的渠道。太白渠位於中白渠之北，地勢稍高，控制面積較大，可以灌溉更多的農田。經過宋朝的努力，三白渠的溉田面積大幅度增加，據《蔡溥修渠題名記》所載，到北宋末年，可溉農田35000多頃，超過了西漢溉田面積 。因此，三白渠更名為豐利渠。不過因為其他灌渠無力大修，溉田作用下降，所以整個關中的水利，仍呈滑坡趨勢。
元、明兩代，由於涇水繼續刷深河床和泥沙繼續淤高渠底，引水渠口只好繼續一再上移。宋朝的豐利渠，在元、明兩代分別稱為王御史渠和廣惠渠。據元、明時有關資料記載，唐鄭白渠口南距秦漢鄭白渠口2700餘步(五尺為一步)；宋豐利渠口南距唐鄭白渠口和元王御史渠口南距宋豐利渠口，都是56步；廣惠渠口南距王御史渠口384步。元末時，這些渠口都已高出涇水水面很多，當時實測，它們高於水面的數字是，秦漢鄭白渠口50多尺，唐朝鄭白渠口13餘尺，豐利渠口七尺，王御史渠口三尺。
王御史渠和廣惠渠的引水口都是岩石結構的山洞，鑿洞工程十分艱巨，前者斷斷續續地鑿了26年，後者也長達17年。渠首工程除鑿洞外，又都築有攔水堰。不過宋、元、明三代堰的結構，都不如唐代將軍翣堅固，它們是一種石囷〔qun群陰平〕堰，用裝滿石塊的竹木容器壘成，屬臨時性工程，需要經常維修。
無論王御史渠還是廣惠渠，溉田面積都不大，最多時約8000—9000頃上下。
在明代，除引涇工程外，也多少注意到引渭工程的修建，特別是明憲宗成化年間(公元1465—1487年)所開的通濟渠。這條灌渠西自寶雞，東至武功，長210里，還有南北走向的四條支渠，溉田1600多頃。實際上通濟渠是對漢、唐時成國渠的部分修復。
到清朝，關中水利發生了重大的變化。由於涇水、渭水、洛水等都含沙量很高，以這些河流作為水源的灌區，沙害越積越重。又由於這些水道的河床不斷下切，灌渠引水的難度也與日俱增。上述問題，古代的水工技術很難解決。清朝時，人們只好逐步放棄引涇、引渭、引洛等大型水利工程，而致力於開闢新水源的工作。在渭北，他們開發出大批泉水；在渭南，也鑿引一批山溪溉田。不過泉水、溪水的流量都較少，所以以它們作為水源的灌溉工程，規模往往很小。因此，儘管數量多如牛毛，而溉田面積仍然十分有限。不僅如此，中、小型水利抗禦水旱的能力也很薄弱，容易成災。