明、清兩代，寧夏平原的農田水利，又有新的發展。
明代，寧夏也是邊防要地。當時東起遼東，西到隴西，在明長城沿線，駐守大軍，設立九個軍事重鎮。寧夏一地佔了兩個，即寧夏鎮和固原鎮，前者的治所在今銀川市，後者的治所在今固原縣。明朝又推行軍屯制度，邊鎮駐兵，四成戍衛，六成屯田 。為了屯田需要，他們在寧夏平原大興農田水利。
銀川平原，面積大，農田多，所以這裡仍是明朝農田水利建設的重點。它曾多次組織力量，既維修舊渠，又開鑿新渠。有時工程的規模較大，如弘治七年(公元1494年)的一次，鑿唐來渠以西的渠道300多里。因此，銀川平原的灌溉田畝較多，據統計，嘉靖年間(公元1522—1567年)，僅河西灌區的漢延和唐來以及河東灌區的秦渠和漢渠，灌田即達13000多頃。
開闢新灌區，這是明朝建設寧夏水利的特點。明以前，各代對寧夏平原的水利建設，主要的集中在面積較大、耕地較多的銀川平原，在這裡建起了兩個灌區，那就是以秦渠和漢渠為主要灌渠的河東灌區，和以漢延、唐來為主要灌渠的河西灌區。在衛寧平原雖然也有興建，但規模較小。明朝除注意河東、河西兩灌區的建設外，又在較小的衛寧平原上建起了一批具有一定規模的灌溉系統，這樣，便開闢了一個新的灌區，即衛寧灌區。在明朝，見於記載的這個灌區的灌溉渠道有蜘蛛、柳青、勝水、石空、七星等12條渠道。其中除元朝已有蜘蛛等渠外，其他多是明朝新建。大的渠道，每條可溉田三四百頃，小的百頃左右，總溉田面積為2000多頃。
清朝，寧夏平原的水利建設，也有不少成績，特別是康熙、雍正、乾隆三代，相繼穿鑿了大清、惠農、昌潤等一批重要的渠道。大清渠鑿於康熙四十七年(公元1708年)，渠口上離唐來渠渠口25里，下距漢延渠渠口五里，渠長75里，渠道位於唐來、漢延兩渠間，溉兩渠間高地1200餘頃，尾水注入唐來渠。惠農渠鑿於雍正四年(公元1726年)，渠口在漢延渠渠口下方，渠長370里，為當時寧夏灌區第一長渠，溉田2800餘頃。昌潤渠也開於雍正四年，乾隆時期又作了兩次修理，位於惠農渠下游東面，長136里，溉田1700頃 。
由於清朝除修舊渠外，又鑿成一批新渠，因此，當時平原上新舊渠道多達30多條，再加上支渠，形如蛛網。其中有10條較為重要，號稱「寧夏十大渠」。這十大渠有三條在河東灌區，即秦渠、漢渠和天水渠。五條在河西灌區，即漢延渠、唐來渠、大清渠、惠農渠和昌潤渠。兩條在衛寧灌區，即由蜘蛛渠演變而來的美利渠和七星渠。民國時期，寧夏水利也略有興建，開了一條規模較大的雲亭渠，渠長100多里，可溉農田2000多頃。十大渠中的天水渠實際上較小，遠遠不如雲亭渠(圖11)。
明清兩代和民國時，寧夏灌區的溉田面積，大體上說，都在20000頃上下。
如上所述，經過持續不斷的水利建設，2000多年來，使這裡一直是我國西北地區重要的糧食產地，被譽為「塞上江南」。不過，在古代，還不可能在像黃河那樣大型的河道上，修建攔河大壩，把水位提得很高，而只能無壩取水，用簡單的、分劈河面約1/4的壘石斜壩導水入渠。結果，因為抬高水位不多，難以將渠道安排在較高的位置上，控灌面積受到嚴重的限制，溉田長期徘徊在一二萬頃上下，無法有較大的突破。同時，歷史上的寧夏水利，也缺乏必要的排水設施。土地鹽鹼化不斷加深。例如銀川地名的由來，便反映了這種情況，它不是富產白銀的平川，而是到處鹽鹼，地表色白如銀的緣故。中華人民共和國成立後，情況開始好轉。青銅峽高壩的修建和渠道位置的調整，使溉田面積很快地增加到40000頃以上；排水網的建設，使土地鹽鹼化的程度也得到減輕。