河套灌区是黄河中游的大型灌区，是中国设计灌溉面积最大的灌区。位于内蒙古自治区西部的巴彦淖尔市。
北依阴山山脉的狼山、乌拉山南麓洪积扇，南临黄河，东至包头市郊，西接乌兰布和沙漠。1949年有引黄干渠10条，灌溉面积约19.43万公顷。1961年后自黄河三盛公枢纽引水，分为保尔套勒盖、后套、三湖河3个灌域。作物有小麦、杂粮和向日葵等。灌区土地1.16万平方千米。设计灌溉面积73.7万公顷。1987年实灌面积48.37万公顷。河套灌区位于黄河上中游内蒙古段北岸的冲积平原，引黄控制面积1743万亩，，是亚洲最大的一首制灌区和全国三个特大型灌区之一，也是国家和自治区重要的商品粮、油生产基地。
1988年，河套灌区配套工程计划开始实施，配套面积达21.11万公顷。有灌渠991千米，排水沟渠791千米。
河套灌区地处我国干旱的西北高原，降雨量少、蒸发量大，属于没有引水灌溉便没有农业的地区，灌区年引黄水量约50亿立方米，占黄河过境水量的七分之一。
河套灌区远在秦汉时代即开始挖渠，唐贞观年间，在河套修建了大型渠道，有的渠可灌600公顷以上。清中叶后，开渠种植日盛,清末已建成八大干渠。中华民国时代，将灌区向东延伸至乌拉山前的三湖河地区。由于过去建设缺乏全盘规划，渠系紊乱，旱年水不进渠，汛期泛滥成灾。20世纪50年以来，修建了三盛公水利枢纽，健全排灌系统，又修筑了黄河防洪大堤,同时开展农田基本建设,营造防护林，扩大灌溉面积，形成草原化荒漠中的绿洲。
2019年9月4日，内蒙古河套灌区被列入世界灌溉工程遗产名录。
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