元、明、清时期。这一时期,普遍是由地方自办的农田水利,建设兴修著称的大型工程较少。成就突出的是江南地区水利。继太湖圩田之后,两湖垸田和珠江三角洲堤围迅速兴起。边远地区农田水利和东南地区海塘建设进一步发展。农田水利专著也在这一时期大量涌现。
1、海河流域农田水利。这一地区水利起源虽早但始终未占重要地位,元、明、清三代均建都北京而经济中心则在南方。为改变单纯依赖运河沟通南北经济的状况,自元代起就不断有人呼吁发展海河流域的农田水利。明代万历年间徐贞明在实地调查基础上撰述《潞水客谈》经过详细论证提出综合治理河流、淀泊、发展水田灌溉的建议并经试行有效,但因触犯权贵利益而被罢官,他的水利计划也随之搁浅。清代怡贤亲王允祥在陈仪的帮助下也曾在畿辅一带开垦水田后也因财力和水源不足等原因无明显效果。
2、两湖垸田和珠江三角洲堤围建设。垸田的形制和江南圩田类似始修于南宋和元代,而其大发展则在明、清时期。两湖垸田以湖北荆江和湖南洞庭湖一带最为集中。 明正统中期位于江南岸的华容县,有垸田48所至明末已发展到一百多所,其中大垸纵横十多里小垸百亩上下。位于江北的沔阳县也有垸田百余区。珠江三角洲堤围又称圩垸基围也始于宋代,当时主要在西江及其支流两岸建围。在明代这一带基围迅速发展不仅沿西、北、东三江及其支流两岸修筑而且进一步向滨海发展。清代基围又较前代成倍增长当时沿海一带还出现人工打坝,种苇促进海滩淤张以扩大基围的范围。南海县今广州市相传建于北宋末年的桑园围就是面积达15万亩的大围。湖广垸田的发展促进了这些地区农业经济的繁荣但由于围垦缺乏计划这些地区的洪涝灾害也因而加剧。
3、边远地区的农田水利建设。西北边疆属于干旱沙漠区离开灌溉既无农业。 清乾隆年间及其以后为加强边疆防务在新疆大兴屯田,相应的农田水利建设也有发展。清嘉庆七年,公元1802年,在惠远城今伊宁市西伊犁河北岸开渠引水灌田数万亩。从那以后,农田灌溉渠系在今哈密、吐鲁番等地都有兴修。
道光二十四年,公元1844年,所开伊拉里克渠较为著称。 西汉时期已经出现的坎儿井至清代后期又有了很大发展。道光二十五年,公元1845年,林则徐被谪戍新疆时曾主持修建伊拉里克一带坎儿井近百处。光绪初年左宗棠在吐鲁番地区又增开坎儿井185座。此后坎儿井曾推广到哈密、库车、鄯善等地。一般每一口井可灌溉几十亩至几百亩农田。宁夏引黄灌溉继汉唐之后又有发展。元初郭守敬倡导将前代灌区包括唐来渠长400里、汉延渠长250里以及其他10个灌区加以恢复,共灌田900多万亩。清康熙、雍正年间又新建大清渠和惠农渠与唐来、汉延合称四大渠。宁夏因得引黄灌溉之利,农业渐趋兴盛遂有“天下黄河富宁夏”之说。西南方面滇池水利原来规模较小。元初赛典赤为云南地方长官时于至元十三年,公元1276年,大兴滇池水利疏浚螳螂川浅滩增大了滇池的调洪能力涸出耕地万余顷又修建松华坝,控制盘龙江的洪水。开挖金汁河灌溉昆明坝子农田,还在注入滇池的其余诸河上建闸开渠发展灌溉水利效益延续至今。此外贵州的陂塘和台湾的塘堰建设在明清时期也有相当规模。位于今台湾省彰化市南的八堡圳建成于清康熙五十八年,公元1719年。据1948年统计灌溉面积达33万多亩。
4、农田水利学家和有关著作,元代水利专家郭守敬曾参加宁夏古灌区的恢复重建工作获得成功,在今北京地区引永定河水灌溉也有成效。他还参加了南北大运河的查勘工作亲自踏勘黄河上游从事黄河下游大面积的水准测量为黄河防洪、灌溉提供了测量依据。这一时期的水利著述较前代显著增加。如元代《王祯农书》中有灌溉篇专门论述农田水利的历史沿革和多种灌溉工程的形制对于灌溉提水工具记述尤详。明代著名科学家徐光启在其所著《农政全书》60卷中水利即占9卷。《授时通考》中也收有不少关于农田水利的内容。 此外有叙述流域范围的水利书如明代姚文灏《浙西水利书》、明代张国维《吴中水利书》、清代沈梦兰《五省沟洫图说》、清代吴邦庆《畿辅河道水利丛书》有一个灌区的专著如元代李好文所著关中《泾渠图说》、清代王庭芝所著浙江丽水《通济堰志》、清代广东《桑园围志》等有记述单项水工建筑物的如清代程鹤翥的《三江闸务全书》有资料汇编类型的著作如明代归有光《三吴水利录》、清代王人文《都江堰功小传》等还有翻译介绍西方水利的著作如明代徐光启的《泰西水法》、王征的《远西奇器图谱》等。