筑後川
3キロメートルに及ぶトンネルを掘って出口であるくじ取場まで難工事の末1673年(寛文13年)に袋野用水を完成させた。だが用水完成後期待した水量が確保できなかったことから今度は用水取水口付近に堰を設けることにした。
これが袋野堰で1676年(延宝4年)、堰の長さ120メートル、幅110メートルの固定堰が完成し450ヘクタールが潤された。なおこの袋野堰・用水は他の三堰とは異なり藩直轄事業ではなく、田代父子が私財を投じて建設したものである。
最後に計画されたのが恵利堰(床島堰)である。御井郡・御原郡の両郡もまた水の便が悪く、筑後川の水を何とかして利用したいと流域住民は考えていた。かねてより用水建設の取水口地点候補として佐田川との合流点付近である床島地点が有望視されていたが、この地点は急流で水量も多く、加えて福岡藩・久留米藩の境界でもあり技術面と政治面の問題が着工を遅らせていた。
だが新田開発の機運が高まり同地の庄屋であった高山六右衛門・秋山新左衛門・中垣清右衛門・鹿毛甚左衛門は1710年(宝永7年)5月に御井郡総裁であった本荘主計・本荘市正父子に用水開削の必要性を説いた。本荘父子もこれに賛同し同郡28村庄屋の連名を以って請願書を久留米藩に提出した。久留米藩第六代藩主・有馬則維は久留米藩直轄事業として直ちに進めるよう久留米藩普請奉行・草野又六らに命じたが、対岸である福岡藩領・朝倉郡長田の住民がこの計画に猛反発した。
当初は水門などでクリークに導水して取水が行われたが、明治時代に入るとポンプによる取水が採用され1万4,000ヘクタールの農地がアオによる用水供給を行っている。一方筑後川中流部の直接取水でもポンプによる取水が行われ、1893年(明治26年)には久留米市で蒸気機関によるポンプ取水が開始された。
甘木など両筑平野北部や耳納山地など八女茶の産地では各所に揚水ポンプを設置しての用水供給が盛んとなるが、過剰な取水が後年新たな水不足を呼んだ。
従来農地の灌漑にのみ利用されていた筑後川の利水であるが、日本各地の河川と同様に明治時代の富国強兵政策などで次第に上水道や工業用水道、水力発電に利用されるようになった。水道に関しては上水道が久留米市によって1923年7月9日に筑後川流域としては初めて計画され、1925年(大正14年)3月31日に内務省の許可を得て事業を開始。
1930年(昭和5年)1月に最大で毎秒1万5,000立方メートルの給水を開始した。
その後日田市などが続いたが何れも上水道事業は第二次世界大戦後に行われた。
工業用水道についてもやはり久留米市を中心に取水が開始され、1931年(昭和6年)に日本ゴムとブリヂストンが筑後川からの取水を開始して以降、月星化成が1943年(昭和18年)に取水を行うなど久留米市の産業の中心を担うゴム製造業が筑後川を利用している。
戦後は味の素が1961年(昭和36年)に筑後川の取水を開始しており、キリンビールやコカコーラの工場なども筑後川水系より取水しており、両社が九州で生産しているビールや清涼飲料水については筑後川の水が利用されている。
水力発電に関しては1907年(明治40年)に日田水電株式会社が筑後川(三隈川)に出力1,000キロワットの石井発電所を運転させたのが最初である。
先の山田堰建設反対の時と同様、堰の建設により水が流れ込むことで浸水被害に遭うというのが理由である。1711年(宝永8年)川越六之丞ら11村の庄屋は久留米藩に対し工事中止の抗議書を送り、取水口である床島水門を下流2.2キロメートルに移転させることで一旦は決着したが、水運の便を図る舟通しを中曽地点に選定したところ、この地点が両藩境界未設定地域であったことから藩境紛争に発展した。
これに対し早期の堰完成を図るべく早田村庄屋であった丸林善左衛門が長田地域の住民に「中曽は早田村の区域である」と説得したところ逆に住民達により拉致監禁されたうえ拷問を受け、三ヶ月もの間抑留された。困窮著しい農民を救うため、あえて危険を冒し単身で解決の途を探った善左衛門の行為はやがて両岸住民の同意を得、1712年(正徳2年)遂に完成。1,428ヘクタールの新規開墾が図れたほか両岸の農民が対等の収穫を挙げられるようになった。しかし善左衛門は拷問により重傷を負い体が不自由になり、死期を早めてしまった。
このように筑後川四堰は庄屋主導で行われた利水事業であり、その根底には困窮する農民を救うという思想があった。早田村庄屋丸林善左衛門にみられる命がけの行動が藩を動かし、現在に至るまで流域の農業に多大な恩恵を与えている。
山田・大石・恵利の三堰は現役で稼働しているが、袋野堰については1954年(昭和29年)に完成した夜明ダムによって水没し、現在はその姿を見ることは出来ない。袋野堰の代わりに同地点には袋野取水塔が設けられ、用水供給を行っている。
筑後川の分水界は、上流部では阿蘇外輪山の北麓を主体としており、瀬の本高原より筑後川本流が、九重山より玖珠川が源を発している。阿蘇外輪山北麓に降った雨は概ね筑後川あるいは玖珠川に合流する。
一方英彦山から朝倉山塊の南麓に掛けて降った雨は花月川などの支流となって筑後川に注ぐ。日田市で玖珠川を合わせ、夜明渓谷を過ぎると北の朝倉山塊と南の耳納山地に挟まれるように流れるが、この間朝倉山塊南麓と耳納山地北麓に降った雨は最終的に筑後川へと注がれる。
筑紫平野は特に久留米市や八女市において筑後川上流から運搬された土砂などが堆積、沖積平野を形成して成立したが、矢部川上流から運搬された土砂も筑紫平野の形成に寄与している。
このため筑後川と矢部川が運搬した土砂は相互に堆積しながら筑紫平野の一部である八女平野・柳川平野の広大なデルタ地帯を形成し、その中間に存在する八女市付近は緩やかな丘陵となって、筑後川水系と矢部川水系の分水嶺となっている。八女市北部を流れる広川や花宗川は筑後川に合流するが、八女市南部の小河川は矢部川に合流する。
一方佐賀県方面より筑後川に合流する支流の多くは概ね背振山地南西麓を水源とし、筑後川あるいは分流である早津江川へ最終的には合流する。
なお、人工的に分水界を越えて水路が形成された主な例としては朝倉山塊と背振山地の中間部における分水嶺を越える福岡導水、筑後川水系・嘉瀬川水系間を連結する佐賀導水、および筑後川支流の津江川と菊池川支流の迫間川を連結する津江分水がある。