流域は旱魃による水不足が著しいことから、数多くの溜池や利水施設が今までに建設されている。北側では向津具半島や東後畑といった日本有数の棚田地帯に隣接していることから、流域でも一部棚田が見られ、山間部を中心に多くの溜池が利用されている。戦前においては有志者が耕地整理組合を設立し、難工事の末上流部の国広川に門前堤を築いた経緯がある。戦後に入り、1958年（昭和33年）3月に現在の畑ダムが竣工。掛淵川の元締めとなるダムだが当時は堰堤として作られたもので、改修を経て1972年（昭和47年）3月31日に農業用ダムへと振り替わった。その後下流の大坊川では正常流量確保を目的として1974年（昭和49年）3月31日に大坊ダムが竣工しているが、こちらはあくまでも治水目的のダムであり、掛淵川水系のダムで唯一土木建築部管轄となっている。農業用灌漑目的のダムとしては、1991年（平成3年）3月31日に久富川にて有宗ダムが竣工し、下流部の旱魃対策に貢献している。畑ダムに近い狩音川では、1996年（平成8年）3月31日に上流部の灌漑目的で狩音ダムが竣工した。現在このダムは山口県内初となる小水力発電の導入を目指しており、2015年（平成27年）度の発電開始を想定している。2004年（平成16年）3月31日には灌漑排水事業によって、大坊ダムに程近い二次支流の阿惣川に阿惣ダムが竣工。溜池を使用してもなお不足する水量を貯水することを目的としている。
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