历史上，西汉定都长安，关中不仅是京师官吏、军队、百姓等的生活必需品粮食的主要供给地，也是西汉重视开拓西北边疆的基地。为了满足各方面对粮秣等需求，特别是在汉武帝时期（公元前140—前87年），除了凿漕渠从东方运粮入关外，还在关中增建了灌溉工程，以扩大水浇地面积，从而增加当地的粮食产量。在短短几十年内，穿凿了龙首渠、六辅渠、白渠和成国渠等大量农田水利工程。其中，以龙首渠为较早者，大约在汉武帝元狩到元鼎年间（公元前122—前111年）。当时，有人向皇帝提出了建议，将洛水引至盐碱地以东10000多顷土地进行灌溉，这一意见被采纳，并由万余兵卒担任凿渠任务，最终形成了井型结构的大型灌溉系统。
六辅渠则是在武帝元鼎六年（公元前111年）由左内史倪宽主持兴建，它是一系列辅助性的小溪和山涧所组成的总称，为解决郑国渠上游北面高耸不易灌溉的问题提供了解决方案。此后，又有白渠在太始二年（公元前95年）动工，该工程由赵中大夫白公提出并主持，其长度达200里，不仅可以上升池阳及高陵县，更能注入栎阳县流入于河川。这两条重要的灌溉工程使得谷口及池阳地区成为知名高产区，并曾经流行民歌赞扬其作用。
另外，在这个期间还有一项重要工作，即建立了三大水系：以泾水为源头的是引泾系统；以洛水为源头的是引洛系统；而以 渭 水 为 源 头 的 则 是 引 渭 系统。这些体系虽然在那时已经基本形成，但也随着时间推移不断发展与完善。除此之外，还有许多小型但重要的小溪和山涧，如灵轵[zhǐ纸]和[wéi违]等，都被用于发挥它们作为农田补给来源的地位。
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