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黄河南岸灌区是内蒙古自治区6个大型引黄灌区之一，由上游的自流灌区和下游的扬水灌区两部分组成，主要作物为玉米、葵花和小麦，属于国家及内蒙古自治区的重要商品粮食基地。灌区位于鄂尔多斯市北部，黄河右岸（南岸）鄂尔多斯台地和库布齐沙漠北缘之间的黄河冲积平原上。灌区西起黄河三盛公水利枢纽工程，东至准格尔旗的十二连城，北临黄河右岸防洪大堤，南接库布齐沙漠边缘，呈东西狭长条带状分布，地理位置为东经106°42'~111°27'、北纬37°35'~40°51'。沿黄河东西长约412km，南北宽2~40km，由于受山洪沟和沙丘的阻隔，灌区呈不连续状。自流灌区和扬水灌区分别位于杭锦旗和达拉特旗境内。
灌区属典型的温带大陆性气候。春季干燥多风，夏季温热，秋季凉爽，冬季寒冷而漫长，寒暑变化剧烈，土壤冻融期长，降水少而集中，蒸发旺盛，光能资源丰富。灌区地貌形态由洪冲积平原（低缓沙地）和黄河冲积平原（一级、二级阶地）构成。洪冲积平原南与库布齐沙漠相连，北接黄河冲积平原，地形总趋势为南高北低，地面坡度为 1°~3°，地面高程为 1010.00~1060.00m，表土由第四系全新统洪冲积砾石、中细砂、粉细砂、粉砂质黏土组成，南部分布有垄岗状、新月形活动沙丘，沙丘一般高3~30m;冲积平原沿黄河分布，地势平坦，总趋势为西高东低，地面坡度为0.5°~3°，微向黄河倾斜，主要由一级、二级阶地组成，其上零星分布有湖沼、洼地，水文地质条件较复杂，含水层较厚，蕴藏丰富的地下水资源。
黄河南岸灌区总土地面积为717.3万亩，耕地面积为267万亩，2016年灌溉面积约139.6万亩。按水源引水方式灌区分为自流灌区和扬水灌区两部分。自流灌区地处灌区上游，位于杭锦旗境内，2016 年灌溉面积约 40.4 万亩。自流灌区由5个灌域组成，从上游至下游依次为昌汉白灌域、牧业灌域、巴拉亥灌域、建设灌域和独贵塔拉灌域。渠系多由干、支、斗、农渠组成，间有渠道越级取水现象。扬水灌区地处灌区下游，位于达拉特旗境内，由23处扬水泵站进行提水灌溉，2016年灌溉面积为99.2万亩。扬水灌区由9个灌域组成，从上游至下游依次为杭锦淖尔灌域、中和西灌域、恩格贝灌域、昭君坟灌域、展旦召灌域、树林召灌域、白庙子灌域、白泥井灌域、吉格斯太灌域。一些灌域内插花分布数量不等的井灌区，灌溉面积合计45.3万亩。渠系由干、支、斗、农渠组成，存在2级、3级提水现象。
经过十多年的大规模改造建设，2016 年自流灌区绝大多数干、支、斗、农、毛渠已实现衬砌，排水沟布局较为合理，灌排建筑物配套基本完备，灌溉和排水条件得到了改善，尤其是灌溉条件改善显著。灌区现有渠道干渠1条，长度为190.00km;分干渠2条，总长度为45.46km;支渠51条，总长度为250.16km，斗渠以下田间渠道总长度为1000多km;总排干沟1条，长度为62.43km;排水干沟3条，总长度为152.01km;各类建筑物29820座。
扬水灌区由23处扬水泵站进行提水灌溉，渠系由干、支、斗、农渠组成，其中干渠26条，总长度为155km;支渠134条，总长度为346.17km;斗渠400条，总长度为 446.74km。干渠 2016 年引水流量为 0.125~4.848m 3 /s，支渠2016年分水流量为0.125~1.0m 3 /s。扬水灌区有穿堤涵洞33座，交叉建筑物2座，干、支渠进水闸、节制闸55座，生产桥13座。部分渠道实现衬砌和建筑物配套。排水系统有总排干沟1条，长度为22.4km;干沟2条，总长度为20.74km;支沟13条，总长度为35.693km;排水泵5座。