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頭首工とは、川の水を水路に引き込むための堰や取水口をまとめたものを言います。 川上頭首工は、農業用水が不足していた佐賀平野（佐賀市・小城市）に水を送るため、一級河川嘉瀬川に昭和35年に造成されました。
その後、約50年を経て水を取り入れる機能を維持し、より大きな洪水に対しても川の安全を守るために、国営総合農地防災事業にて全面改修を行い、平成19年3月に新しく生まれ変わりました。
現在、川上頭首工は国営事業が行われた「佐賀中部地区」（佐賀土地改良区受益地）と「佐賀西部地区」の2地区に農業用水の供給を行っています。