長島ダム
大井川では1902年(明治35年)以来本・支流において盛んに電源開発が行われ、大井川本川だけでも田代ダム(1927年)・大井川ダム(1935年)・奥泉ダム(1956年)・井川ダム(1957年)・畑薙第二ダム(1961年)・畑薙第一ダム(1962年)と6ヶ所のダムが建設され、一大電源地帯となった。利水についても、1947年(昭和22年)より農林省(現・農林水産省)による「国営大井川農業水利事業」が着手され、1968年(昭和43年)に大井川用水が完成。流域の茶畑を始め、広大な農地に水が供給された。
このような形で大井川は高度な水利用が行われた反面、治水に関しては従来より進められている堤防整備や河川敷整備を行っており、大河川の割には他の河川と比べ「河川総合開発事業」のような多目的ダムを中心とした総合開発は行われていなかった。流域の年間降水量が3,000mmを超える大井川は度々洪水をひき起こし、1954年(昭和29年)9月の台風14号は流域に大きな被害を与えた。これを機に1958年(昭和33年)に大井川河口から24.9kmまでの区間(島田市神座付近)が旧河川法による指定区間となり、建設省(現・国土交通省)による直轄管理が行われた。
まず灌漑目的としては、大井川用水の水源として農林水産省が施工している「国営大井川用水農業水利事業」や「国営牧の原農業水利事業」、および静岡県営農業水利事業と連携した農業用水の供給を行っている。大井川用水は従来、笹間川ダム(笹間川)に付設する川口発電所の放流水を同地点にある川口取水口より取水し、大井川下流や牧之原台地へ供給していた。これに長島ダムからの供給分を加え潤沢な用水供給を図る。島田市神座において東西に分水され、焼津市・藤枝市・島田市・牧之原市・掛川市・袋井市・菊川市・御前崎市・榛原郡吉田町の8市1町、約5,145haへ新規の用水供給を行う。
上水道供給目的としては、1977年(昭和52年)より大井川下流域の市町で構成する「静岡県大井川広域水道企業団」が上水道事業に参加することで具体化した。大井川用水と同様に川口発電所の放流水を川口取水口で取水、途中の相賀浄水場より企業団参加自治体に供給される。焼津市・藤枝市・島田市・牧之原市・掛川市・菊川市・御前崎市の6市に日量518,400mの水道用水を現在供給している。
更に近年、工業用水道の供給を長島ダムより図る計画が進められている。