烏山頭水庫位處臺南市官田、大內、六甲及東山區之間，是日治時期日籍八田與一技師率台日工程人員，利用曾文溪支流─官田溪之自然溪谷，在烏山頭附近築壩截流而成，為離槽式水庫，主要水源來自曾文溪（1973年曾文水庫完工後，即取曾文水庫放水量），於烏山嶺隧道東口設置導水堰及取水口，經烏山嶺隧道至西口流入烏山頭水庫中，為嘉南平原最大灌溉渠圳─嘉南大圳之主要水源，是臺灣早期之大型水庫，1930年完工放水後為當時東亞第一大、全球第三大的水庫。

嘉南平原雖地勢平坦，但由於雨量多集中在夏季、日照長，在嘉南大圳與烏山頭水庫興建前，越往沿海地區水田越少、旱田越多，再加上沿海地區飽受鹽害，日治時期耕地面積雖然已達到約25萬公頃，但因缺乏穩定的灌溉水源，實際上的農業生產效率卻不及其他地區。

日治時期在「農業臺灣、工業日本」的施政策略下，1916年日本政府針對全臺需要農田水利設施的地區進行全面調查，總督府指派土木局技師八田與一負責調查嘉南平原的農田灌溉狀況。八田技師依據荷蘭、明鄭及清朝時代所遺留下的水利工程做為調查重心，發現在官田溪上游的烏山頭附近有小型水利工程遺跡，深入調查後發現官田溪上游可築水壩蓄水，但因官田溪水量不足，需引取烏山嶺另一側的曾文溪水源，才足夠灌溉使用，遂向總督府提出「官佃溪埤圳計畫」來興建烏山頭水庫、開鑿烏山嶺隧道引入曾文溪水源，另於濁水溪南岸設置取水口，在雲林到臺南之間廣設渠道，灌溉嘉南平原。