历史上，西汉定都长安之时，关中地区不仅是京师官吏、军队、百姓等以粮食为主的生活必需品的主要供给地，更是西汉在位期间尤其是在汉武帝元狩到元鼎年间（公元前122—前111年）的大规模开拓西北边疆和提供粮秣的重要基地。为了满足各方面对粮秣等需求，不仅凿漕渠从东方运粮入关，还在关中大力增建灌溉工程，以扩大水浇地面积，从而增加当地的粮食产量。在这短暂几十年的时间里，形成了一个史无前例的兴建水利工程，其中包括龙首渠、六辅渠、白渠和成国渠等众多农田水利设施。
其中，龙首渠由庄熊羆提议并得到皇帝采纳，在自征县向南开挖，由于土质疏松采用了井渠结构，最深达40多丈。尽管因塌方问题效果并不显著，但却创造了先进的井渠技术。而六辅渲主持人倪宽还规定了一套“水令”，这是我国最早记载的一种用水制度。
白渠则由赵中大夫白公建议并主持，其发源于谷口，流经池阳、高陵、栎阳后注入至潼关附近的黄河，是一条长度约200里的灌溉工程，对于郑国及周围地区产生了巨大的影响，使得这些地方成为高产区，并被民歌赞颂。
成国渠虽然没有明确记载建造时间和负责人，但据推测也是在武帝时期建立，它以山溪为源头，从郿县流经扶风县东南及兴平县东南后汇入蒙茏苑中的蒙茏 渔道。成国 渔道较小但影响深远，是三大支系之一。
除了这些著名项目外，还有许多其他的小型灌溃工事，如灵轵[zhǐ纸] 渔道 和 [wéi违] 渔道，它们使用来自南山山溪的小型溪流作为补充来维持整个系统。此类工作使得这一时期构成了具有代表性的三大支系：泾水引泾 系；沧海引沧 系；洛 水引洛 系。这一系列项目极大的促进了农业生产，为社会经济发展提供了强有力的物质基础。
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