利根川
自然
利根川流域の自然は、上流・中流・下流において様相が大きく異なることが多い。本節では利根川流域における自然環境について詳述する。ただし水質については別掲して後述する。
気候・水文
利根川流域の気候は関東平野が東日本気候区に属しているため、おおむね温暖湿潤の気候である。しかし流域面積が広大なこともあって上流・中流・下流が一律に温暖湿潤という訳ではなく、季節により相違が見られる。
降水量は年平均で 1,300mm と、日本の年平均降水量 1,700 mm に比較すると少ない。
上流部は三国山脈などの高山地帯があり、冬季は雪が多く寒さが厳しい。1955年（昭和30年）から2002年（平成14年）の間における平均累積積雪量は大水上山源流部で16m、矢木沢ダム付近で10 - 14m、みなかみ町付近や片品川上流部などでは2 - 10mとなっており、最上流部は関東地方でも屈指の豪雪地帯であるが少雨地帯でもある。しかしこの積雪が春季には融雪して利根川水系8ダムに注ぎ、首都圏の重要な水源となる。中流部については夏季は太平洋高気圧の影響で晴天が多いがその分暑さも厳しい。2007年（平成19年）8月16日に熊谷市で記録した40.9℃は、同日記録した岐阜県多治見市ともに当時の日本最高気温記録となった。また群馬県や栃木県では雷雨が多くなるのも特徴である。一方冬季には北西の乾燥した季節風が強く吹き、群馬ではこれを「上州のからっ風」・「赤城おろし」・「榛名おろし」とも呼ぶ。下流部においては黒潮の影響もあり温暖であり中流部のような猛暑も少ないが、冬季には曇りの日が比較的多い。降水量については中・下流部は夏季や秋の台風シーズンにその極期を迎える。
ただし利根川の年平均降水量は観測が開始された1900年（明治33年）以降一貫して減少傾向が続いており、平成に入ると多雨の年と少雨の年の降水量の差が顕著になっている。
利根川の年間流出量は約91.5億t、年平均の流量は埼玉県久喜市栗橋の観測地点で毎秒290.43m³で、いずれも日本第5位である。
地形・地質
利根川流域の地質についてであるが、上流部では火山活動などによる地質形成が主体で、中・下流部の平野部については沖積平野が主体となっている。利根川最上流部の奥利根周辺は古第三紀の花崗岩類が多く占め、比較的堅固な地質となっている。それ以外の山地については主に新第三紀の堆積岩が占め、関東山地、八溝山地、足尾山地は中生代から古生代に掛けて形成されたチャートや砂岩、粘板岩などの堆積岩が主体となっている。烏川流域、特に神流（かんな）川一帯は三波川（さんばがわ）変成帯と呼ばれる地質であり、神流川の三波石峡や支流の三波川では三波石と呼ばれる緑色の結晶片岩が多く見られる。群馬県、栃木県を流れる支流の上流部の多くは多くの火山が存在し、これらの噴火活動による火山砕屑物層や風化した花崗岩、安山岩、凝灰岩などが地質の多くを占めている。このことから地すべりや土石流に伴う被害も多い（後述）。
中・下流部に広がる丘陵地帯や洪積台地は第四紀に形成され、古東京湾により堆積した砂や泥が主体の固結度の低い下総層群と呼ばれる海成地層などが主体である。この地層の上に関東ローム層が覆う。沖積低地は更新世の末期より完新世に掛けて形成された厚い沖積層が主体で、現在の東京湾沿岸部などでは最大で60mから80mもの厚みになる。これら洪積台地・沖積低地では第四紀に関東山地など関東平野を囲む周辺山地の隆起運動が活発になり、相対的に平野中央部が沈降する関東造盆地運動が本格化することで低地には上流から流れてきた土砂が沖積層に堆積。その後沈降していた平野中央部が隆起に転じたことから今度はそこに土砂が堆積し、現在の台地・低地となった。こうして形成された山地や台地が現在利根川および利根川水系の分水界を形成する。分水界は群馬・新潟県境の三国山脈や群馬・栃木・福島県境の帝釈山脈、および茨城県から栃木県にかけて広がる八溝山地が北側、群馬・長野・埼玉県境の関東山地が西側に位置し、これらの山地の南麓および東麓に降った雨が最終的に利根川へと注ぐ。
三国山脈は太平洋と日本海の分水嶺であり、ここを境とし南麓は利根川本流を始め大小の沢の水源となるが北麓は魚野川、中津川などの信濃川水系となる。男体山や日光白根山、尾瀬などが属する帝釈山脈は南麓、東麓に降った雨はそれぞれ鬼怒川、片品川として利根川へ合流するが、北西麓の一部では尾瀬沼が水源である只見川が流出し、阿賀野川に合流する阿賀野川水系の一部となっている。八溝山塊、鷲子山塊、鶏足山塊、筑波山塊を包括する八溝山地およびそれに連なる栃木県宇都宮市付近の台地、および茨城県中南部に分布する常総台地は南部については渡良瀬川や鬼怒川、小貝川さらに霞ヶ浦に注ぐ河川群として最終的に利根川へと合流するが、北部については箒川、荒川、涸沼川などの那珂川水系として別途太平洋へと注ぐ。
関東山地北部、および浅間山や妙義山、荒船山といった群馬県、埼玉県西部に存在する山地は概ね東麓は吾妻川、烏川、小山川として利根川に注ぐが、埼玉県内の南麓は荒川水系の河川として荒川に合流し東京湾に注ぐ。また西麓は信濃川水系の小河川として信濃川（千曲川）に合流する。そして埼玉県北部の台地は第三紀より始まった地殻変動が、第四紀における海進期の影響で形成された古東京湾によって一旦海底となるがその後の海退期や赤城山、榛名山の発達、利根川・荒川上流より運搬された土砂の堆積などによって次第に台地が形成されたものである。この台地は加須市、幸手市、久喜市一帯で標高が低くなっており、この一帯に集まった水は利根川もしくは中川に注ぐ。一方南側は最終的に荒川へと合流するが、江戸時代以降の河川改修によりその様相は変化している。
地下資源
利根川流域における地下資源としては金、銀、銅、マンガン、鉄といった金属資源や石灰石、硫黄、天然ガスなどの非金属資源が存在する。金属資源のうち特に銅については1973年（昭和48年）まで操業されていた足尾銅山が著名で、一時期は日本全国の銅産出量の40%強におよぶシェアを誇っていた。その他では金・銀が利根川本流上流や鬼怒川上流の一部、マンガンは渡良瀬川流域、鉄は吾妻川上流域の一部に分布している。
一方、非金属資源としては硫黄が吾妻川上流域、石灰石が烏川流域で採掘される。また石材として栃木県の大谷石や群馬県の三波石が特産として知られ、塀や高級庭石として利用されている。天然ガスについては利根川下流域一帯および江戸川下流域の千葉県北中部・東京都東部一帯が南関東ガス田として知られ、多くのガス田が存在した。1956年（昭和31年）以降天然ガス採掘が江戸川下流の東京都江東区、千葉県市川市・船橋市で活発となったが、工業用水道用途としての地下水過剰取水と相まって天然ガス採掘によりこの地域で地盤沈下が深刻化した。このため東京・千葉の両都県当局は当地の業者よりガス採掘権を1972年（昭和47年）に買い上げ、採掘を禁止したことで地盤沈下は収束に向かった。このため現在は天然ガス採掘は行われていない。
植生・昆虫
利根川の植生についても、上流と中・下流域では様相が異なる。上流では山岳地帯が広がるが尾瀬や浅間山北麓では高山植物が多く自生、尾瀬や日光戦場ヶ原ではミズゴケやツルコケモモなどからなる高層湿原が存在する。また標高1,600m以上の高山地帯では常緑針葉樹林であるオオシラビソやコメツガ、標高700 - 800m付近ではブナやミズナラなどの樹木が自生している。しかし渡良瀬川源流部の足尾山地については、足尾銅山の煙害（後述）によって植生が高度に破壊されている。
一方中流では常緑広葉樹林であるヤブツバキ・アカガシ・シイなどが従来自生していたが田地・宅地開発などによりその自生数は減少し、スギ・ヒノキなどの植林された樹木が多い。また河川敷ではヨシやススキのほか、スギナ・イヌタデ・カナムグラ・カヤツリグサなどが自生。下流部になるとコガマ・マコモなど多様な植物が自生する。ヨシの群落は中流から下流にかけての湖沼・湿地帯に見られるが特に渡良瀬遊水地には大規模なヨシ群落があり、日本で唯一当地で自生しているハタケテンツキを始めミズアオイ・フジバカマなど絶滅危惧種が自生している。利根川流域に存在する植物種の総数は2002年の国土交通省調査により666種が確認されている。藻類では水質が貧栄養である上流部では少なく、中流・下流に入るとケイソウ類が主に分布。特に中流部ではチャヅツケイソウが広範囲に分布している。霞ヶ浦では水質の悪化により夏季にはミクロキスティスなどの異常繁茂によるアオコの大発生が問題化した。外来種としては中流にはセイタカアワダチソウやブタクサが多く繁茂。下流にはアレチウリ、オオフサモ、ボタンウキクサが繁茂しているがこの三種は在来固有種への影響が大きいことから特定外来生物による生態系等に係る被害の防止に関する法律（外来生物法）により環境省から特定外来生物に指定され、河川管理者である国土交通省などが駆除を行っている。
昆虫については同じ2002年調査で節足動物であるクモを含めて975種が生息しており、内訳は甲虫類が397種、チョウ類が170種、カメムシ類が125種、クモ類が84種の順となっている。分布については上流部の高山地帯にミヤマシロチョウ・ミヤマモンキチョウ・エルタテハやオゼイトトンボ・オオルリボシヤンマなどの山地・高山に分布する昆虫が生息している。一方中流部・下流部では一般的に見られる昆虫類のほか、湿地に限局的に生息するヒヌマイトトンボ・ベニイトトンボなどの種が見られる。生息する昆虫類の中には国蝶であるオオムラサキのほかムスジイトトンボなどの貴重な種が存在する。
動物
動物については上流域にツキノワグマ、ニホンザル、ニホンジカといった大型種が生息するが、中流域や下流域では大型種は宅地・農地開発によって存在せず、キツネやタヌキ、ノウサギ、ニホンイタチ、アズマモグラなどが生息する。1994年の調査では哺乳類12種以上、爬虫類5種、両生類4種の生息が確認されているが、流域が高度に開発されていることもあり他の一級水系と比べると生物多様性に乏しい。上流域には局地的ではあるがハコネサンショウウオも生息する。外来種としてはヌートリアやマスクラット、ウシガエルが生息するが何れも特定外来生物に指定されている。特にマスクラットは江戸川・中川下流域にほぼ限定して生息しているが、その鋭い前歯による行動は堤防などの河川施設に重大な被害を及ぼすことがヨーロッパで確認されており、個体数の増加は江戸川の治水に影響を与える可能性がある。
鳥類については植物や昆虫同様上流域と中・下流域で生息する種類が異なる。上流域にはオオワシ・イヌワシ・クマタカといった猛禽類やイワヒバリ、ホシガラスといった高山性の鳥類が生息。矢木沢ダムや藤原ダムといった利根川上流のダムにおいても飛来が確認されている。このほか渓流などでカワセミやサンショウクイなども確認できる。中流部以降ではスズメやカラス、ホオジロなどのごくありふれた鳥類のほかヨシ群生地などでカイツブリなどが見られる。渡り鳥としてはオオハクチョウやコハクチョウが霞ヶ浦に飛来するほか、渡良瀬遊水地や渡良瀬川合流部付近は自然植生が豊富なこともありサシバ、チュウヒ、ノスリ、ホオアカなどの猛禽類やカモ、シギ、チドリ類が飛来、または定住する。一方外来種としては2003年（平成15年）に取手市において特定外来生物であるソウシチョウの1個体が確認されている。利根川流域に生息・飛来する鳥類は136種を数える。
魚類・水生生物
魚類については8目13科43種が確認されており、上流ではイワナ・ヤマメ・カジカが主に、中流ではオイカワ・コイ・ギンブナ・モツゴ・ウナギなどが生息し、絶滅危惧種のゼニタナゴも一部に生息する。また下流ではボラやスズキ、ハゼ、カタクチイワシなどが遡上し、河口部ではクロダイやカレイといった海洋性の魚類も生息している。利根川においては固有種としてソウギョやハクレンといった中国よりの移入種が生息し、毎年夏になると国道4号利根川橋付近において産卵のために勢い良く飛び跳ねる姿を確認することができる。
回遊魚としてはアユやサケが代表的で、サケについては利根川は太平洋側に注ぐ河川としてはサケ遡上の南限とされている。回遊魚については江戸時代以降の用水路建設、また戦後の利根特定地域総合開発計画などでダムや堰が利根川流域に多く建設されたことから（後述）、一時これら回遊魚の遡上が大幅に減少した。特に河口から154km上流にある利根大堰はこれら回遊魚の遡上を大きく阻害する要因であった。このため堰を管理する水資源開発公団（現独立行政法人水資源機構）は1983年（昭和58年）からサケの遡上調査を開始するとともに1995年（平成7年）からは2年掛けて魚道の新設と改築を実施。また2005年には環境保護団体の要望を受け、アユの遡上・降下期に堰のゲートを開く運用が試験的に開始された。こうした官民の協力もあって利根大堰地点でのサケ・アユの遡上数は経年的に増加している。その一方で利根川河口堰については完成以後ヤマトシジミの生息に多大な影響を与えたなど環境保護団体から指摘を受けている。一方特定外来生物として日本各地で問題となっているブラックバスやブルーギルは利根川流域についても河口堰上流の全域に広範な生息が確認され、チャネルキャットフィッシュも生息域が拡大している。また世界の侵略的外来種ワースト100にも選ばれ、メダカを捕食するカダヤシの生息が確認された。
水生・底生生物については177種が確認されているが、その主なものはトビケラやカワゲラ、カゲロウ類で主に上流・中流域に多く生息している。一方下流域は河床（川底）が砂質・泥質主体となるので水生生物類の生息は少なくなり、代わりにヒメタニシ・サカマキガイ・ゴカイ・イトミミズなどが多く生息するようになる。利根川下流域は山梨県甲府盆地や福岡県・佐賀県の筑後川下流域などとともに日本住血吸虫症の発生地として知られ、中間宿主であるミヤイリガイが生息していたが、1973年に虫卵排出患者とミヤイリガイの棲息が報告されたのを最後に新たな疾患の発生および貝の棲息は確認されていない。代わりに特定外来生物で大量斃死（へいし）すると水質汚濁をひき起こすカワヒバリガイが我孫子市・印西市の利根川流域や霞ヶ浦で新たに確認されており、北総東部用水など利根川下流域農業用水施設の通水・揚水障害といった被害が増加している。
利根川水系は内水面漁獲量では日本全国の総漁獲量に占める割合が約30%と、水系としては日本最大の漁場でありかつ首都圏という大消費地に近い。このため漁業協同組合の数も多く、流域一都五県で81組合が存在し第1種・第2種・第5種漁業免許を取得している。
利根川水系
利根川の流域面積は約1万6840km²であり、比較すると広さは四国地方の面積の80%に相当する。この流域面積内を流れ最終的に利根川へと合流、あるいは分流する河川は全て利根川水系に属する。水系内を流れ最終的に利根川に合流する支流の数は815河川に上り、淀川水系の964河川、信濃川水系の880河川に次ぐ日本第3位の支流数である。流域自治体は首都である東京都を始め茨城県、栃木県、群馬県、埼玉県、千葉県および長野県の一都六県211市区町村にまたがり、流域内には日本の人口の10%に相当する約1200万人が生活している。
利根川開発史
利根川は「暴れ川」として流域に幾度となく大きな被害を与え、洪水の度に流路が複雑に変遷する河川であった。その一方で関東地方の母なる川として多くの恵みをもたらす河川でもあり、時の為政者たちは利根川とその支流を治水・利水の面でいかに制御して行くか様々な試みを行った。ここでは利根川本流の治水・利水を中心とした河川開発史について時系列で詳述するが、一部利根川水系の河川開発についても記載する。水運、水力発電に関する歴史については、別項目にて後述する。
先史時代
先史時代の利根川の中下流（熊谷市付近で荒川との合流後）は約5000年前頃までは南に向かい現在の荒川の流路を通り、縄文海進時には川越市近辺まで湾入した東京湾へ注いだ（渡良瀬川の河道に対しては板倉町近辺まで湾入した）。3000年前頃からは関東造盆地運動などの影響で館林市から桶川市までつながっていた台地を幾筋か堀割るように削りながら流路を次第に東の加須市・渡良瀬川下流流域方向へ変えた。中世には利根川下流は現在の大落古利根川の流路を通るようになり、渡良瀬川（太日川）と合流もしくは並行し南流して東京湾へ注いだ。荒川は次第に利根川と並行した河道をとり合流点を下流へ移動させ、現在の元荒川の流路となった。
利根川流域に人が住むようになったのは旧石器時代の頃と見られ、河岸段丘や台地の末端部に居を構えて狩猟生活を行っていたことが群馬県の岩宿遺跡などで確認されている。縄文時代の生活の痕跡は貝塚の分布によって示され、縄文前期には北は赤城山南麓・西麓や埼玉県さいたま市、元荒川流域に多く分布しているが、後期に入ると海退の影響でより下流に生活範囲が広がり、現在の千葉県千葉市、市川市、松戸市などに縄文後期の貝塚が多く見られる。弥生時代に入り稲作文化が関東地方にも伝わると、利根川の肥沃な土壌が稲作文化を発達させ次第に定住生活へと移行した。
3世紀後半の古墳時代に入ると現在の栃木県・群馬県両域に当たる毛野地方を中心に前方後円墳が多く造られ、埼玉県のさきたま古墳群を含め利根川流域に強力な勢力が存在していたことが推定されている。しかし当時は治水という概念は存在せず、肥沃な土壌をもたらす利根川は定住は始めた住民に洪水によって大きな被害ももたらしていた。
中世以前
江戸時代よりも前の利根川は、現在のように銚子市で太平洋に注ぐ形態を取っていなかった。当時は埼玉県羽生市上川俣で東と南の二股に分かれた後、南への分流（会の川）は南東に流路を取り、加須市川口で合流後再び本流となり現在の大落古利根川の流路をたどり荒川（現在の元荒川）などを合わせ、江戸湾（東京湾）へと注いだ。また当時「太日川」という名称であった渡良瀬川は独立した河川として、現在の江戸川の流路を取りながら利根川と並行するように江戸湾へ流れた。鬼怒川は同じく独立した河川として小貝川を併せ、香取海に注ぐ形態だった。利根川の本流は1457年（康正3年/長禄元年）に太田資長（道灌）が現在の埼玉県春日部市から草加市を経て江戸湾に注ぐ河川を本流に定めたとされている。また上流部のうち前橋市付近では現在よりも東側、すなわち広瀬川の流路をたどり、現在の伊勢崎市付近で烏川と合流していたが1543年（天文12年）の洪水によって現在の流路が定まった。このように複雑な流路を形成していた利根川は洪水により頻繁に流路が変わり、流域は度重なる水害に襲われていた。記録に残る最も古い洪水の記録は、奈良時代の758年（天平宝字2年）における鬼怒川の洪水で、「毛野（鬼怒）川氾濫して二千余頃の良田を荒廃に帰せしめ……」と被害が記されている。
利根川流域において初めて治水事業が実施されたのは768年（神護景雲2年）、鬼怒川筋での流路付け替えである。一方利水については645年の大化の改新後施行された班田収授法で条里制が利根川流域にも実施されたのが初見であり、群馬県高崎市や太田市、茨城県南部、埼玉県北部にその遺構が確認されている。中世利根川流域の河川開発に積極的だったのは鎌倉幕府で、将軍だった源頼朝は1194年（建久5年）には利根川では初となる堤防の建設を武蔵国で施工した。続いて1199年（建久10年/正治元年）4月、頼朝は東国の地頭に対して農業用水を開発して開墾を行う命令を下した。その後も幕府による利根川の開発は続けられ、1207年（建永2年）3月幕府は北条時房に武蔵国の開発を命じている。治水事業についても1232年（寛喜4年/貞永元年）には執権北条泰時の命により現在の埼玉県熊谷市に柿沼堤が、1253年（建長5年）には執権北条時頼の命により現在の茨城県猿島郡五霞町付近、下総国下河辺に堤防が築かれている。これにより鎌倉時代の田地は平安時代に比べ約1万6000町歩も多い6万6710町歩となったことが『拾芥抄』に記されており、流域の農地開発は大いに進展した。
室町時代の利根川流域は鎌倉公方の支配下にあったが政情は不安定で度々戦乱が勃発。治水・利水事業では見るべきものがなかった。戦国時代に入り利根川流域は伊豆国より勢力を伸ばした後北条氏により支配されたが、4代目当主北条氏政の代である1576年（天正4年）に長さ900mの権現堂堤が権現堂川に建設されている。安土桃山時代に移り天下統一に向けて活発な軍事行動を繰り広げていた豊臣秀吉は、臣従の姿勢を見せない後北条氏に対し1590年（天正18年）小田原征伐を起こすが、この際石田三成らに対して武蔵国忍城を水攻めにするよう命令した。6月三成は雨季で増水している利根川・荒川の河水を堤防で堰き止め、忍城を水没させて降伏・開城させる方針を採った。しかし地形上の影響で城内を浸水させることはできず、却って堤防が決壊し豊臣軍に大勢の犠牲者を出した。結局忍城は7月16日、後北条氏の本拠である小田原城開城後に降伏することになる。この時三成によって築造された堤防を石田堤と呼び、自然堤防などを利用した全長28kmの堤防を一週間で築き上げている。ただしこの堤防は軍事的側面で建設されたもので、利根川の治水には何ら関係がない。
利根川改修計画と増補計画
1868年（明治元年）に明治政府が誕生し、行政機構は大きな変化を遂げた。河川行政については数多の変遷を経て1874年（明治7年）に内務省が終戦後まで管掌することになり、利根川には1875年（明治8年）6月16日内務省土木寮利根川出張所が設置された。この出張所が現在の国土交通省関東地方整備局の発祥となる。また1896年には旧河川法が公布され、利根川は同法の適用を受ける河川に指定された。以後、内務省主導による利根川の治水事業が進められていく。
政府はオランダ式治水工法を日本各地の河川に導入するためファン・ドールンを招き1872年（明治5年）に利根川の測量調査などを進めたが、具体化されたのは1886年（明治19年）にローウェンホルスト・ムルデルによって立案された利根川改修計画である。これは現在の群馬県佐波郡玉村町から利根川河口までを対象に治水上の要所に堤防を築いて水害に対処するほか、利根運河を開削して水運の便を改良することが骨子であった。この時初めて利根川の計画高水流量が算出され、毎秒3,750m³に定められた。計画は第1期から第3期まで3分割で進められ、この間1890年（明治23年）には利根運河が完成した。
しかし1910年（明治43年）8月、関東地方を二つの台風が連続して襲来しそれに伴う前線の活発化によって利根川は当時最悪の洪水をもたらした。この「明治43年8月洪水」は死者769名を出す大災害となり、利根川は中流部において北は現在の前橋市・みどり市、西は富岡市から東は野田市、南は川越市に至る広範囲が浸水し関東平野中央部が一つの巨大な湖になった。この水害を機に先の利根川改修計画は同年改訂され計画高水流量は毎秒5,570m³に上方修正された。この時事業計画に上ったのが渡良瀬遊水地であり、当時深刻化していた足尾鉱毒事件の鉱毒問題解決に治水目的を付加させるとして正式な事業となった。このほか堤防や護岸建設、横利根閘門（1921年）・印旛水門（1922年）・小野川水門（1923年）の新設、利根川下流の新河道開削（1889年 - 1922年）、権現堂川の利根川との締切（1926年）が本流域で施工され、江戸川では分流部に関宿水門と関宿高水路（1927年）を建設して利根川からの分流量を調節するほか、下流部では江戸川放水路を開削（1920年）し流下能力を増強させた。これら一連の利根川改修計画は江戸川放水路の補修が完了した1930年（昭和5年）に一応の完成を見た。この間1923年（大正12年）の関東大震災により利根川中流部で堤防の損壊が116箇所発生し、その復旧も行われている。
利根川改修計画が完成した後も利根川の洪水は度々発生し1935年（昭和10年）9月と1938年（昭和13年）6月 - 7月、1941年（昭和16年）7月には改修計画で定めた計画高水流量をはるかに上回る洪水が記録された。特に1938年の洪水は利根川下流部で浸水被害が深刻となり、往時の香取海が再現されたかの浸水範囲となった。事態を重視した内務省は改修計画に替わる新しい利根川の治水計画策定を検討、荒川放水路建設の総指揮を執った内務省内務技監青山士（あきら）を委員長とする「利根川治水専門委員会」を設立。計画高水流量を一挙に毎秒1万m³に改める利根川改修増補計画が1938年に第73回帝国議会で承認され、翌1939年（昭和14年）より着手された。この計画における主要事業は渡良瀬遊水地の洪水調節池化と、利根川放水路の建設にある。それまでの渡良瀬遊水地は洪水時に自然に貯留する性格のものであったが、遊水地周囲を堤防で囲み洪水時にはより多くの河水を貯水する調整池に改良する計画とした。一方利根川放水路計画は現在の千葉県我孫子市布佐（JR布佐駅付近）を起点として印旛沼西端を通過し、現在の千葉市花見川区検見川町と海浜幕張間付近で東京湾に至る総延長27kmの放水路を建設し、利根川下流の水位を2m減少させるほか手賀沼・印旛沼の治水と干拓、利根運河に代わる大規模運河としての利用、さらに掘削残土を埋立地に利用して工業地帯を造成するという多目的の放水路計画である。このほか田中・菅生調節池（利根川）の新規遊水池計画、小貝川付替計画、利根運河の放水路化、利根川中流部の堤防強化が事業内容に盛り込まれた。
計画はまず緊急な対応が迫られていた昭和10年9月洪水の被害地周辺部の堤防強化を優先、利根川応急増補工事として1937年（昭和12年）に前倒しで開始された。渡良瀬遊水地は堤防建設を開始。利根運河は利根運河株式会社から内務省が運河を買収して利根川からの締切と掘削工事を開始、小貝川では岡堰の可動堰化工事などが開始されたが利根川放水路については用地買収が遅々として進まず、その上太平洋戦争の激化により予算・資材・人員不足が深刻化。増補計画は一時中断した状態で終戦を迎えた。このため利根川の治水は不完全な状態となり治水安全上の不安が憂慮されたが、それは戦後直ちに現実のものとなる。
利根川水系水資源開発基本計画
利根特定地域総合開発計画が進められていた当時の日本は朝鮮戦争に伴う特需景気以降経済成長が著しく、高度経済成長に突き進み始める時代だった。経済成長は急激な工業用水道需要の増大を招いたほか、人口も東京を中心に増加が顕著となり上水道需要も次第にひっ迫するに至った。1957年（昭和32年）には東京都の水源として小河内ダムが多摩川に完成するも、需要はさらに増加し遂には1964年（昭和39年）東京砂漠と呼ばれる東京都大渇水が起きる。また農業技術の進歩は耕地拡大を加速させ農業用水の不足を招き、こうした状況下で1958年（昭和33年）利根川下流域を中心とした昭和33年塩害が発生。農地への被害が甚大となった。こうした理由もあり豊富な水量を持つ利根川水系の水利用が緊急の課題となる。
1961年水資源開発促進法が制定され翌1962年（昭和37年）水資源開発公団、現在の独立行政法人水資源機構が発足。利根川と淀川を対象とした水資源広域総合開発が開始された。公団は利根川水系水資源開発基本計画を策定して水系の水資源総合開発に着手した。まず矢木沢ダム（1967年）と下久保ダム（1968年）を水源とし中流部に利根大堰を建設（1969年）、利根導水路（武蔵水路・朝霞水路）建設により利根川と荒川を連結して東京都水道局の朝霞浄水場へ導水して東京都への水需要を満たす方針とした。これら施設のほか公団は利根川下流に利根川河口堰（1971年）を建設し塩害防止と首都圏の水供給を強化するほか、上流部には群馬用水を建設（1969年）し赤城山・榛名山麓の新規開墾を促進させ、中流部では見沼代用水や埼玉用水路の整備による関東中央部の灌漑強化、印旛沼開発による印旛沼干拓（1968年）、房総導水路（1997年）による房総半島中南部への利水を次々と実施した。さらに日本第二の湖沼である霞ヶ浦も首都圏の水がめとすべく常陸川水門（1963年）を利用してダム化する霞ヶ浦総合開発事業も実施（1996年）。草木ダム（1976年）、奈良俣ダム（楢俣川。1991年）なども完成し首都・東京を中心とした首都圏の治水・利水が強化された。利根導水路により利根川水系と荒川水系が連結されたことで、両水系を一体化した総合開発が不可欠になったことから1974年（昭和49年）に利根川・荒川水系水資源開発基本計画と改組された。
利根川は1964年の河川法改訂により一級河川に指定され、以後建設省を中心とした治水事業が継続して実施された。1965年（昭和40年）治水の新指針となる利根川水系工事実施基本計画が策定され、以降数度に及ぶ改定が行われ現在は毎秒2万2000m³を基本高水流量として改修を行っている。この間渡良瀬遊水地の調節池化が1997年に完成、さらに遊水地内に貯水池を設けて多目的ダム化する渡良瀬貯水池が1989年（平成元年）完成し治水・利水が強化された。田中調節池（1965年）、菅生調節池（1960年）といった遊水池も完成。ダムでは薗原ダム（1965年）、川俣ダム（1965年）、川治ダム（鬼怒川。1983年）が完成し首都圏の治水・利水に供されている。また内水氾濫の防止、新規用水の確保と水質汚濁が顕著だった手賀沼の水質改善を目的に利根川と江戸川を結ぶ多目的人工河川（流況調整河川）である利根川広域導水事業・北千葉導水路（2000年）が建設された。この事業において利根運河が野田緊急暫定導水路として1978年（昭和53年）に復活している。さらに中川、大落古利根川などの洪水を江戸川に流下させるため2007年（平成18年）には世界最大級の地下河川である首都圏外郭放水路が完成している。
利根川および利根川水系は連綿と続いた治水・利水事業により首都圏および京浜工業地帯・京葉工業地域・鹿島臨海工業地帯などの水源・電力資源として利用され、日本の経済活動上・国民生活上極めて重要な河川として大きな位置を占めている。しかし利根川の治水安全度は100 - 200年に一度の洪水に対処するための整備を行っているがヨーロッパの河川、例えば人口密度が比較的近いライン川の1,250 - 10,000年と比較して低い。また利水については利根川から取水する利水総量毎秒123m³のうち、25%に当たる毎秒33m³分は利根川の流量が豊富な時にしか取水が許されない豊水暫定水利権での取水となっており、気候変動に伴う降水量の減少で利根川水系8ダムからの用水補給量も20%減少している。こうした治水・利水上の問題を解決するため現在利根川水系河川整備計画の策定が国土交通省により進められているが、その前段階として利根川水系河川整備基本方針が示されている。この方針では堤防・護岸整備や既存の河川施設を維持・整備するほか、八ッ場ダム、湯西川ダム（湯西川）、南摩ダム（南摩川）などの多目的ダム事業、稲戸井調節池（利根川）の掘削・越流堤改築そして利根川放水路の施工を盛り込んでいる。
河川施設
利根川および利根川水系では奈良時代より治水事業が開始され、江戸時代より本格的な利水事業が始まっているが水害は繰り返し流域を襲い、その被害額も次第に顕著なものとなっていた。東京が首都に定められて以降治水安全度の向上や人口増加、工業地帯拡張による水道需要・電力需要の増大、および新田開発や干拓による農地拡大を背景に利根川水系全体を見通した河川開発が求められるようになった。カスリーン台風以後利根川水系は多目的ダムを中心とした河川総合開発事業が展開され、現在利根川水系は日本の国民生活・経済活動上において重要な役割を担っている。本項目では利根川および利根川水系におけるダム、堰、遊水池、水路（放水路、用水路、導水路）、水力発電事業および砂防事業について記述する。
砂防事業
利根川流域では浅間山、赤城山、榛名山、男体山など多くの火山が存在し、これらが活発な火山活動を繰り返すことで火山灰などの堆積物や風化しやすい花崗岩、安山岩などの地質を形成している。また褶曲（しゅうきょく）や断層などが複雑に入り組み、河川による侵食もあって堅固とはいえない状態である。このため崩壊、禿しょ（とくしょ。はげ山のこと）地、滑落崖地の増大といった山地の荒廃が進んでおり、利根川水系では谷川岳周辺、男体山・赤城山・足尾、浅間・草津白根一帯が「重荒廃地域」に、日光・上信越、多野・秩父地域が「一般荒廃地域」として国土交通省砂防部より指定されている。
利根川流域の土砂災害で顕著なものとしては1783年（天明3年）の浅間山大噴火による吾妻川火山泥流災害（死者1,500人以上）、1910年の明治43年8月洪水による吾妻川・烏川流域の土石流災害（死者212人）、1935年（昭和10年）9月の烏川土石流災害（死者51人）、カスリーン台風による赤城山土石流災害（死者420人）が挙げられる。また渡良瀬川流域では足尾銅山から排出される亜硫酸ガスによる煙害や鉱石巻上げの動力源として薪炭を使用するための森林乱伐、さらに1887年（明治20年）4月8日の松木大火によって源流部は草木が全く生育しない禿しょ地になっていた。このため洪水による土砂被害は著しく現在の渡良瀬遊水地付近にあった赤麻沼は堆砂が激しくなった。日光の大谷川流域では稲荷川を中心とした男体山系の崩壊が著しく、1902年（明治35年）には足尾台風による大谷川・稲荷川の土砂災害や洪水で死者156人を出し、日光東照宮の神橋が流失した。以後も大雨による土砂災害が反復して襲ったほか、1949年（昭和24年）12月には直下型の今市地震が発生し思川上流域で425箇所におよぶ土砂崩落が発生した。そして鬼怒川上流部では現在の五十里ダム上流部に当たる海尻付近で1683年（天和3年）10月20日に発生した南会津地震により、男鹿川右岸の葛老山が380万m³に及ぶ量の地滑りを起こし、高さ70mの天然ダムが誕生。ダムは40年にわたり男鹿川を堰き止めその総貯水容量は6400万m³と現在の五十里ダムよりも大きい貯水池を形成し、付近の五十里集落が水没する被害を出したほか1723年（享保8年）9月9日集中豪雨によってダムが決壊、現在の宇都宮市にまで濁流が押し寄せる被害を与えている。
こうした土砂災害を防ぐべく、明治時代より国主導による砂防事業が利根川流域でも実施された。記録上では1882年（明治12年）に内務省土木寮利根川出張所が榛名山で行ったのが初出だが、1897年（明治30年）3月砂防法が施行されると本格的な事業となった。その端緒となったのが栃木県営で実施された日光の稲荷川砂防事業が1899年（明治32年）より3年間継続実施され、巨石積の砂防ダムが建設されている。しかし1902年（明治35年）の台風で砂防ダムはことごとく破壊され、日露戦争もあって中断を余儀なくされた。1919年（大正8年）には同じ稲荷川で利根川水系初となるコンクリート製の砂防ダム、稲荷川第二砂防ダムが建設された。また1937年（昭和12年）には日向砂防ダムが完成するが、戦後2度にわたるかさ上げを行い高さ46m、計画貯砂量150万m³の巨大砂防ダムとなった。また大谷川本流には床固工54基に及ぶ大谷川中流流路工を1971年（昭和46年）に建設。蛇行した流路の直線化も行い大谷川下流の土砂災害を防いでいる。さらに男体山には大薙山腹工を建設し男体山東南斜面の地滑りを防ぐ工事を行っている。
足尾銅山周辺の渡良瀬川上流域では足尾鉱毒事件の社会問題化もあり政府は古河鉱業に対し鉱毒予防命令を出し、1897年（明治30年）から9ヵ年にわたる土砂災害防止対策を行わせた。しかし植林は全て失敗し禿しょ地は改善されない傾向が続き根本的な砂防対策が求められ、1936年（昭和11年）足尾砂防ダム計画が立案された。高さ37m、計画貯砂量500万m³という日本最大級の砂防ダム計画は1950年（昭和25年）に着工され、1967年（昭和42年）に完成する。この他烏川、神流川、片品川、赤城山渓流などで国土交通省や流域自治体による砂防事業が継続的に実施されている。これにより大規模な土砂災害は減少したものの、足尾銅山の煙害などによる渡良瀬川上流の植生は未だ完全な回復を見ていない。
水質
利根川水系の水質は、河川と湖沼で傾向に違いが見られている。また吾妻川といった自然由来の水質汚染もかつては問題とされていた。以下水質の動向について河川と湖沼を分けて詳述する。
交通
利根川流域における交通手段は奈良時代から江戸時代に掛けては水運を主とした水上交通網が発達していたが、明治時代以降道路・鉄道による陸上交通網が整備されるのに伴って水運は衰退。現在は流域を縦横に道路網・鉄道網が高度に発達しており、交通・物流の面からも利根川流域は幾つもの要衝を抱える重要な位置を占めている。以下水運、道路、鉄道の利根川流域における発達について述べる。
観光
利根川流域には自然公園が多く存在し、その中に山、湿原、峡谷、滝、湖沼などの景勝地や温泉が存在する。また多くの文化財や観光地も存在する。これらの多くは先述した道路網や鉄道網の発達で首都圏からの交通アクセスも至便であることから、多くの観光客が訪問する。また河川施設や河川自体についても地域の観光資源や身近なレクリェーションスポットとして多くの市民に利用されている。
自然公園としては三国山脈、浅間山、草津白根山などを含んだ上信越高原国立公園、日光・鬼怒川を始めとした日光国立公園、至仏山・片品川源流の尾瀬国立公園といった国立公園、妙義山・荒船山を中心とした妙義荒船佐久高原国定公園や筑波山・霞ヶ浦・水郷一帯を中心とした水郷筑波国定公園の国定公園のほか、多くの県立自然公園が存在する。こうした自然公園内には多くの景勝地が存在するが、国の名勝や日本の滝百選、日本百名山に選定されたものも多い。国の名勝に指定されたものとして華厳滝と中禅寺湖、三波石峡（神流川）、吾妻峡（吾妻川）、吹割の滝（片品川）などが、日本の滝百選には華厳の滝・吹割の滝のほか霧降の滝、常布の滝、不動滝が、日本百名山には至仏山、谷川岳、平ヶ岳、巻機山、男体山、日光白根山、皇海山、武尊山、赤城山、草津白根山、四阿山、浅間山、筑波山が選定。国の天然記念物には十六島ホタルエビ発生地（千葉県）、三波石峡・三波川のサクラと吹割の滝（群馬県）などが指定され、浅間山熔岩樹型は国の特別天然記念物に指定されている。この他の景勝地としては湿原では戦場ヶ原、鬼怒沼湿原、玉原湿原など、峡谷では照葉峡・諏訪峡・綾戸渓谷（利根川）、高津戸峡（渡良瀬川）、龍王峡と瀬戸合峡（鬼怒川）など、湖沼では霞ヶ浦や中禅寺湖、榛名湖などがある。
利根川流域には温泉が多く湧出し、関東地方に存在する主要な温泉地の多くは利根川流域内に存在する。この中には伊香保温泉、草津温泉、鬼怒川温泉といった日本で知名度の高い温泉郷が存在するほか、宝川温泉、水上温泉、四万温泉、猿ヶ京温泉、万座温泉、老神温泉、川原湯温泉、川治温泉、湯西川温泉など多数の温泉がある。霧積温泉は映画『人間の証明』の舞台にもなった。しかし川原湯温泉については八ッ場ダム建設に伴い現在の温泉は完成後に水没することから、現在代替の源泉と温泉地整備が図られているが進捗は遅れている。また矢木沢ダム建設により湯の花温泉が水没。猿ヶ京温泉や老神温泉は相俣ダム・薗原ダム建設に伴って一部の旅館が移転し、温泉街の整備が行われた。景勝地・温泉以外の観光地としては草木湖畔のみどり市立富弘美術館、碓氷峠鉄道文化むら、日光江戸村、東武ワールドスクウェア、牛久大仏などがある。また夏には花火大会が流域の各所で行われ、冬には利根川上流域や鬼怒川上流域において多くのスキー場が営業する。
利根川流域にある文化財としてはユネスコの世界遺産に登録されている日光東照宮などの日光の社寺を始め、国の史跡・重要文化財として丸沼ダム、碓氷第三橋梁などの碓氷鉄道施設遺産群（群馬県）、足尾銅山跡（栃木県）、横利根閘門（茨城県）、伊能忠敬旧宅（千葉県）が、特別史跡として日光杉並木街道、大谷磨崖仏、常陸国分寺跡・常陸国分尼寺跡などがある。県の史跡としては埼玉県が最多で見沼通船堀遺跡・鷲宮神社寛保治水碑・栗橋関所跡・川俣関所跡・石田堤・忍城・伊奈忠次墓などがあり、この他田中正造旧宅・二宮尊徳墓（栃木県）、榊原康政画像と墓など4箇所（群馬県）、熊沢蕃山墓（茨城県）がある。
河川開発により建設されたダムや河川敷についてであるが、ダムは矢木沢・奈良俣・相俣・下久保・草木の各ダム湖が所在自治体の推薦によりダム湖百選に財団法人ダム水源地環境整備センターより選定されている。川治ダムでは観光用の日本初国産水陸両用バスの運行が開始され鬼怒川地域の新たな観光スポットとなったほか、毎年夏に矢木沢・奈良俣両ダムの試験放流が実施され多くの観光客が訪れるなど観光資源として活用されている。また利根川中流・下流部の河川敷は広大であることから多くの流域住民が散歩やスポーツ、サイクリングなどに利用しており、ゴルフ場も多く存在する。利根川水系河川整備計画策定に当たり流域住民に行ったアンケートによれば河川敷の利用について様々な意見が出されたが、ラジコン飛行機の使用については愛好家が河川敷に専用の場所を設けるよう要望する一方でそれに反対する住民もいるほか、イヌの散歩による糞に対する苦情や水上オートバイ利用に対する苦情も多く出されており、河川をレクリェーションの場として整備する方針を掲げている国土交通省は対応に苦慮している。
民俗
利根川流域の民俗は、当然ながら水に関するものが多い。古くより暴れ川として洪水の被害を多くもたらした利根川の流域住民は、自己防衛として水塚と呼ばれる洪水を避けるための家屋を建てている。この家屋は利根川中流部の群馬県館林市・邑楽郡、栃木県足利市・栃木市、茨城県古河市、埼玉県加須市に集中して築造された。水塚は納屋や母屋よりも高い位置に造られ、『板倉町史』によれば概ね3 - 5mの盛土上に建てられている。これは谷田川堤防の高さとほぼ同一であり、非常用の備蓄食糧や農作業に必要な農具などを格納し洪水時には仏壇を避難させた。また揚舟と呼ばれる小舟を軒下に吊るし、非常時には物資輸送や避難民救助に使用した。この水塚は木曽川の水屋と同様の水防システムであり、加須市を中心に輪中も存在していた。これらはカスリーン台風の際にも有効に機能している。
水害より流域を守るため水神に捧げる人身御供も行われていた。一例として埼玉県幸手市には「順禮（じゅんれい）供養塔」が建立されているが、これは利根川の洪水で堤防決壊寸前の所に偶然通りかかった母子連れの巡礼者が人柱として自ら川に入水し、洪水と堤防決壊を抑えた。このため住民がこの母子を供養し水防の守護神として祀るために建立したという伝承である。利根川上流域や鬼怒川下流域では「川の流れは3尺流れれば水神様が清める」という信仰が伝わっており、湧水や沢、堰付近に水神を祀る水神宮が存在し、正月には供物を捧げたほか群馬県利根郡では「お茶祭り」という祭礼も行われた。弘法大師・空海の伝説も各所に残り、「弘法清水」・「弘法井戸」と呼ばれる湧水や井戸が利根川流域にも広く分布している。群馬県邑楽郡板倉町にある雷電神社は雷を呼んで雨乞いをする習慣の中で、雷神を祀っている。
水神信仰に関連して河童の伝説も利根川流域には伝わる。河童は利根川が流域の農業・漁業資源をもたらすことからその恩恵対象として信仰される一方で、洪水という災害を招く意味での妖怪という両面の意味で表現されている。流域に伝わる伝承の多くは人間に悪戯を働くため住民に捕らえられ、謝罪する際のお詫びとして農作業の手伝いをしたり河童秘伝の薬法を伝授するという内容であり、河童の薬法を基にした家伝薬が伝わっているという。また『望海毎談』という書物には「子っこ」という河童が居て、毎年その居を変えるが河童が居るところには災いが多いと記している。牛久沼にも河童の伝説は多く、牛久沼畔で暮らした日本画家の小川芋銭は1938年に『河童百図』という河童の画集を発表している。
利根川流域に伝わる民俗芸能は自然を背景として農業を主とした生産活動に深く関連する。最も多く分布するのが獅子舞で、三匹一組の三匹獅子舞が大きな特徴である。悪霊退散の祈願や収穫感謝の祝いとして上流部・中流部を中心に多く行われ、埼玉県は日本一の獅子舞王国とされている。発展形として獅子の代わりに水神である龍を用い龍頭舞とする地域もある。年頭には御歩射（おびしゃ）という弓で的を射てその年の豊作・凶作を占う神事が千葉・茨城県境の利根川下流部一帯で行われていたほか、村祭りでは神楽や囃子が行われた。また農作業や織物、さらには堤防建設の際に歌われる「作業歌」も民俗芸能として伝わっている。