东汉至南北朝时期。这一时期海河、黄河、淮河、长江、钱塘江诸流域农田水利建设均有发展其中尤以淮河流域的陂塘建设成就突出。
1、东汉以后曹魏在淮河南北大兴屯田修建陂塘和排涝工程等数量不少。当时为发展稻田还曾开凿广漕渠及淮阳、百尺二渠引汴水接济颍水以补本地区水量的不足。这一带的陂塘兴修情况在北魏郦道元所著《水经注》中记述较详。除淮河流域外南阳唐白河流域的陂塘仍较发达。近年来在陕西汉中地区以及四川、云南等省的东汉墓中出土不少陶制陂塘模型说明这些地区也曾普遍修建陂塘。但黄淮海平原地区也出现排水不畅,水多即涝,雨少即旱靠天吃饭的问题。汉代兴建的鸿隙陂就因排蓄处理不当几度兴废。西晋时期淮泗流域涝灾严重。咸宁四年278杜预指出陂塘阻水排泄不畅是涝灾原因之一他主张废弃曹魏以来新建陂塘和疏浚排水河道的建议得到实行。但后代在这一地区的蓄泄问题上仍有反复。此外西晋初年在黄河北岸今安阳、邯郸专区一带北魏中期在今河北省衡水、沧州专区及其以北涝情严重地区也曾提出或实施大面积的排水计划。
2、江南农田水利的兴起这一时期由于北方战乱造成人口大量南迁,江南水利也逐渐兴起。三国时孙吴及南朝在建康今南京建都,京都附近水利工程普及,其中位于句容县的赤山塘,唐代改名绛岩湖规模最大,能够灌溉农田近万顷。晋代在今丹阳所修的练塘及今镇江东南的新丰塘灌溉面积也都有数百顷之多。钱塘江流域水利工程则以东汉永和五年 140修建的绍兴鉴湖最为著称。鉴湖调蓄发源于会稽山的山溪水量再开渠引水灌溉“若水少则泄湖溉田,如水多则闭湖,泄田中水入海”直至南宋一直发挥着显著的灌溉和防洪效益。其他水利设施还有建于东汉的湖州荻塘和吴兴塘、长兴的西湖以及建于南朝的瓯江丽水通济堰等。在长江中游地区今湖北江陵、松滋、安陆一带农田水利也有新的开发。继西汉召信臣之后东汉杜诗在唐白河流域又新建一些灌溉工程。 今湖南郴县一带还曾利用温泉水灌溉使水稻一年三熟成为可能。长江上游地区在新莽时期由益州太守文齐主持建造陂池开了云南水利的先河。
3、西北和华北地区的农田水利建设这一时期河西走廊的内陆河灌溉以及今内蒙古一带的引黄渠系都有所建设。特别是北魏太平真君五年,公元444年,在今宁夏吴忠一带利用前代旧渠兴建引黄河水的艾山渠规模最大。华北地区除广泛修浚旧有渠道外东汉初年张湛在今密云、顺义一带引潮白河水灌溉效益显著。嘉平二年,公元250年,在永定河上兴建的戾陵堰灌区灌溉面积号称万余顷。此外引漳灌溉、丹沁流域灌溉以及山东、山西地区的灌溉也有不同程度的发展。