调蓄河水及地面径流以灌溉农田的水利工程设施。包括水库和塘堰。当河川径流与灌溉用水在时间和水量分配上不相适应时，需要选择适宜的地点修筑水库、塘堰和水坝等蓄水工程。

在公元前 6世纪于今安徽省寿县境内兴建了堤防长达百余里的芍陂，是中国最古老的大型蓄水灌溉工程之一。20世纪50年代后，蓄水灌溉工程发展迅速。至1985年,全国已建成水库8.3万座，总蓄水量达4000多亿立方米，占年径流量的15%。此外修建的塘堰达 630多万处。

分水库和塘堰两种。中国规定蓄水库容积标准:库容大于1亿立方米的为大型水库；0.1亿～1亿立方米的为中型水库；小于 0.1亿立方米的为小型水库。大型水库又分为两类：库容大于10亿立方米的为大Ⅰ型水库,库容在1亿～10亿立方米为大Ⅱ型水库。小型水库也分成两类:库容在100～1000万立方米的为小Ⅰ型水库；10～100万立方米的为小Ⅱ型水库;小于10万立方米的为塘堰。

有单用途的，如灌溉水库、防洪水库；有多用途的，即兼有灌溉、发电、防洪、航运、渔业、城市及工业供水、环境保护等（或其中几种）综合利用的水库。

水利枢纽工程一般由水坝、泄水建筑物和取水建筑物等组成。水坝是挡水建筑物，用于拦截河流、调蓄洪水、抬高水位以形成蓄水库。泄水建筑物是把多余水量下泄，以保证水坝安全的建筑物。有河岸溢洪道、泄水孔、溢流坝等形式。取水建筑物是从水库取水，供灌区灌溉、发电及其他用水需要，有时还用来放空水库和施工导流。放水管一般设在水坝底部，装有闸门以控制放水流量。

库址选择要考虑地形条件、水文地质条件和经济效益等。坝址谷口尽量狭窄、库区平坦开阔、集水面积大，则可以较小的工程量获得较大的库容。此外还要综合考虑枢纽布置及施工条件，如土石坝的坝址附近要有高程适当的鞍形哑口，以便布设河岸溢洪道。坝基和大坝两端山坡的地质条件要好，岩基要有足够的强度、抗水性(不溶解、不软化)和整体性不能有大的裂隙、溶洞、风化破碎带、断层及沿层面滑动等不良地质条件。非岩基也要求有足够的承载能力、土层均匀、压缩性小、没有软弱的或易被水流冲刷的夹层存在。坝址附近要有足够可供开采的土、砂、石料等建筑材料和较开阔的堆放场地等。水库的集水面积和灌溉面积的比例应适当，并接近灌区，以节省渠系工程量和减少渠道输水损失。此外还尽可能考虑水库的多种功能，取得较高的综合效益。

从山谷水库引水灌溉的方式有 3种：①坝上游引水。通过输水洞将库水直接引入灌溉干渠，或在水库适宜地点修建引水渠首枢纽；②坝下游引水。将库水先放入河道，再在靠近灌区的适当位置修筑渠首工程，将水引入灌区。适用于灌区距水库较远的地方；③坝上游提水灌溉，在蓄水后再由提水设备将水输入灌溉干渠。

平原水库，即在平原洼地筑堤建闸，拦蓄河道及地表径流，以蓄水灌溉或蓄滞洪水。有的并可用于生活供水和养殖。

主要拦蓄当地地表径流。对地形和地质条件的要求较低，修建和管理均较方便，可直接放水入地。塘堰广泛分布在南方丘陵山区。如湖北省梅川水库灌区，有塘堰6000多处，总蓄水量达1300万立方米，基本上可满足灌区早稻用水。

蓄水工程内的水量和水质要满足灌溉用水的需要。为确保水库安全，应根据国家规定的设计洪水标准，修建溢洪道,加固大坝,不断进行检测，及时做好维修和管理工作，并继续完成各项配套工程（包括各级灌排渠道及其建筑物），以充分发挥蓄水工程的效益。引水灌溉时要注意：合理进行库水调度，充分发挥灌溉效益；采取水库分层取水和其他升温措施，满足作物生长对水温的要求；做好水库上游的水土保持工作，防止泥沙淤积库内，以延长水库使用寿命；禁止生活污水和工业有毒废水排入水库，防止水质污染。