1958年7月，河套行政区与巴彦淖尔盟合并，建立新巴彦淖尔盟，盟府设于磴口县三盛公镇。而河套灌区之名却一直沿袭下来。故今日河套灌区实指狭义河套，有别于历史上的广义河套。
本书在后面所介绍的河套水利开发史，除专门指明者外，一般均指狭义河套而言。
二、地质地貌特征
河套平原地质构造系一断陷盆地，大体形成于侏罗纪晚期，距今约1.35亿年。据内蒙古地质队钻探，在构造形态上是北深南浅、西深东浅的不对称的箕状向斜。据物探资料表明，基底埋深由东南向西北逐渐增大，基底断陷深度和构造形状受近东西向和北东以及北西向三组断裂的控制，形成两个隆起带和四个凹陷带。自东向西可划分为：三湖河槽谷浅凹陷带，西山嘴潜伏乌拉山隆起带，乌梁素海凹陷带，陕坝深凹陷带，乌兰布和基底斜坡凹陷带和磴口断块隆起带等6个四级构造单元，并以断裂为控制边界。
这样，由于河套盆地封闭的构造条件和长期的下沉，成为广阔的内陆湖，开始了以湖相为主的沉积史，并积存了深厚的第四纪沉积物。所以，后套平原是在内陆湖盆地基础上发育起来的，当然它又是在地堑的基础上发育起来的。黄河形成较晚，最早形成于更新世晚期，在这里原为内陆河，以河套盆地为归宿，以后与南部连通，湖水外泄，后来，后套地堑持续而不均匀下陷，以及老磴口往北一带的相对隆起，加速了黄河自西向东的迁移，导致后套平原向东收缩，退出乌兰布和。
以三盛公、头道桥为三角洲顶端的后套冲积平原，主要是由黄河南支泛滥而形成的，因而决定了大地形的倾斜方向是由西南向东北展开，黄河冲积厚度约为60～200米不等，乌拉特前旗一带最薄处在20米内。据地质学家推断，河套冲积平原形成的晚期是近三四千年的事。由于新旧河道支流在平原上不断交替发生。形成现今套内残留湖泡、牛轭湖和以古河道为轴线的岗、平、洼地断续相接的地貌景观。
在河套平原漫长的地质时期内，由于古气候和古地理环境的影响，以在湖相为主的深厚的沉积层中，盐分积累量较高，形成广泛的咸水。至全新世以来，由于黄河的迂回改道，在湖积层上覆盖了黄河冲积层，潜水含水层咸水之上覆盖了淡水层，特别由于几组潜伏隆起和断陷带的存在，造成河套平原多变而复杂的咸淡水层。灌区群众打饮水井时，曾有“墙内井淡，墙外井咸”的实例。
现有资料表明，河套灌区以潜水为主，地势低洼，黏质土覆盖层厚度大的地区有半承压潜水存在。灌溉水是潜水的主要来源，其次是降水。潜水基本上无水平排泄出路，主要依靠蒸发，故属灌溉、降水入渗——蒸发型。潜水埋藏深度随季节而变。灌溉期埋深平均1～l.5米，土壤封冻期埋深2～2.5米，10—11月的秋浇期，埋深在0～5米上下，70%以上灌区浅层水地区，因灌溉水的补给，矿化度较低，一般为1～2克每升，具有井灌井排的条件。
据内蒙古水利设计院土壤调查和河套灌区《八三规划》（《1983年规划》）介绍，灌区北部边缘地带为山前冲积，洪积土，多为淡栗钙土、栗钙土及灰棕荒漠土，灌区腹地系黄河冲积母质组成之浅色草甸土及盐渍土和盐土。由于河套平原系黄河冲积而成，灌区土壤平面分布具有“远澄红泥近澄沙”的带状特征。靠黄河及古河道地带以沙土及沙性土为主，远离黄河及古河道地带，以黏土、轻沙壤土为主。例如后套灌域，黏土多分布在总排干沟两侧及灌域下游，沙土主要分布在总干渠沿线及灌区上游一带。灌区土壤剖面质地排列以黏、沙互层居多，剖面深1～2米处广泛分布粉细沙夹层。
按照《河套平原自然条件及其改造》一书中的划分法，狭义河套平原自西到东可划分为乌兰布和灌域、后套灌域及三湖河灌域3个地貌区。
乌兰布和灌域：本区系乌兰布和沙漠的北部，东南至黄河西岸，北至狼山山麓，西南至阿拉善左旗界，东北至太阳庙、召庙、四坝、补隆淖一线，大致以杨家河、乌拉河干渠与后套灌域相接，面积约2500平方公里，自东南向西北逐渐降低，海拔一般在1036～1048米之间。在第四纪黄河冲积相和冲积、洪积相之上覆盖着近代风成沙丘。其分布情况，西南部多为流动沙丘，向东北以半固定、固定沙丘及平坦沙地渐多，其方向为东北西南向流动沙丘，一般高10～20米，半固定沙丘一般高l～4米，固定沙丘较低，在0.5～4米之间。沙丘间广泛分布着风蚀洼地，这是表土被剥蚀，覆沙被风吹走后的风蚀坑，其面积约占沙漠面积的25%，呈现着荒漠景观。
乌兰布和灌区原为古黄河冲积平原，平原上第四纪松散沉积物一般由两层物质构成。下层是河湖相中细沙组成的积沙层，上层是河流冲积的黏土层。
当黏土层一旦被强烈的风蚀剥开之后，下层沙层便随风吹扬，很快就被搬运到地表上来，“就地起沙”，形成沙丘。区内的风沙，也是后套灌域流沙的主要来源。这种地貌状况，说明了进行水利治沙的极端重要性。
后套灌域：西与乌兰布和灌域相连，东至乌梁素海东的苏吉沙漠，北至狼山，南至黄河，呈扇形面积，约1.1万平方公里，地面高程为1050～1019米，地面坡降东西1/5000～1/8000，南北1/4000～1/8000。区内沙丘海子零星分布，水海子以乌梁素海最大，水域面积约40万亩左右。在沿狼山南麓洪积平原和南高北低的冲积平原之间形成一条凹陷地带，就是今天总排干（乌加河）沟所流经的地带。从黄河岸边至狼山南麓，可分为河漫滩、黄河冲积平原、山前洪积冲积土洪积平原、山麓洪积平原四带。各带均有不同的地貌景观和生态环境，至今地面上遗留古河道多处，其中黄河冲积平原，地势平坦，土质肥沃，最适宜农作。
在长期开发水利进行农业灌溉的情况下，区内渠道纵横交织，使原来地貌大为改观。
