斗六大圳位於嘉南平原北端,東與清水溪並列,圳水由北而南;而清水溪則由南而北,猶如相對而馳的列車般;北與濁水溪成約50度交叉;東南為山脈起伏之大尖山;西北漸為平原。斗六大圳以清水溪、石龜溪、大湖口溪、崙子溪、石牛溪等為主要水源,境內設有28條小型埤圳。
日治政府頒佈「公共埤圳規則」,凡有關公共利害者都被指定為公共埤圳,統一由政府監督管理。明治43年(1910)更設立水利機構,予以統合管理。斗六地方人士鑒於嘉南大圳的經驗,因此便有計劃興建灌溉系統之議,土地改良,發展農業,富裕民生。因此在昭和2年(1927)組織「斗六大圳促進期同盟會」,昭和15年(1940),台灣總督府決定補助半數工程款,餘額由地方自籌。昭和16年(1941)成立「斗六地方土地改良事業建設所」,斗六大圳至此方見開端。後因二次大戰,日本人力、財力均感不足,大圳建設延宕。戰後聯合國救濟總署頗重視此大圳之工程,經仔細研究後,決定撥款補助,加上民國36年美援的支持,終而完工。
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