烏山頭水庫開發後之主要工程施設
嘉南大圳之開發除烏山頭水庫系統之外，尚包括有灌溉面積廣達5萬多公頃的濁水溪系統，其區域即包括濁水溪以南至北港溪以北(於民國64年另行劃出成立雲林水利會)。八田技師經勘查後將原擬施設於龜重溪（急水溪上游分支）壩址，改於官田溪上游施設。並於曾文溪另一支流（大埔溪）設置簡易攔河堰，導水入東口進烏山嶺隧道經西口入烏山頭水庫，壩址位於官田溪源頭，其儲水經送水工、導水路再經分歧工作站管理之閘門由南、北幹線供輸嘉南地區灌溉，茲將建設初期之設施概述如下：
（1）進水口（東口）
位於曾文溪上游最大支流大埔溪，主要構造為橫亙於溪流之攔水，導入分上、中、下三層各八孔水門，視溪流水位及進水量，由東口工作站管理啟閉，各水門間有廊道相通。
（2）烏山嶺隧道
溪水引進後經東口閘門引入烏山嶺隧道，隧道全長3.1公里，為馬蹄形，高、寬5.45公尺，仰拱為混凝土及側牆為砌磚襯砌，隧道閘門即為維修或水庫放乾時截斷水流而設。
（3）西口
隧道出口至西口約1.5公里，引水入烏山頭水庫，因烏山嶺隧道出口1.6公里之導水路，係利用溪溝砌成，坡度甚急，恐危及隧道，昭和14年(1939年)乃再規劃施設第1號土堰堤及落差20餘米之豎坑，於民國36年施工完成，乃為烏山頭水庫第1號水土保持設施，因該處風景優美，享有『小瑞士』之美譽。
為留住由隧道引來之溪水，便擇於官田鄉烏山頭建一大堰堤，為全世界碩果僅存之半水力淤填式(Semi-Hydraulic Fill Method)土石壩，壩高56公尺，海拔66.66公尺，堰堤長度1,273公尺，堤頂寬9公尺，堤底寬303公尺，所填用之土石方共計530萬立方公尺。將此山谷地帶之缺口堵塞，形成一個龐大之蓄水庫，引進曾文溪最大支流大埔溪之水量，由烏山嶺隧道入水庫儲水，為離槽水庫之典範。水庫滿水之水域面積13平方公里，集水面積58平方公里，跨臺南縣六甲、大內、官田及東山等4區，有效蓄水量達154×106立方公尺。
（4）溢洪道
堰堤南端設有長約636公尺、入口寬130公尺、側高10公尺，出口寬18公尺之陡槽式溢洪道，溢頂標高58.18公尺。有此溢水口設置，當水庫水位達計畫水位，庫水即由溢頂流出，最大洩洪量每秒1,502立方公尺之流量由官田溪渲洩，以保水庫不致溢滿而潰決。
（5）送水工及靜水池
庫水之釋放經由水庫中之進水塔，滿水時僅見上部欄柵鐵架及隧道內兩條直徑2.73公尺、長度分別為168.93、162.03公尺之壓力鋼管，各再分3管計6管安裝針閥，經由靜水池消能後進入導水路，以控制釋放之水量。
（6）卡布郎式豎軸發電機、平壓塔
靜水池左岸為平壓塔，由於水庫建設初期電力施設難以普及，為供應水庫閘閥啟閉所需動力，於送水站內裝設日立公司生產之豎軸卡布郎式發電機組一部，利用水庫放水之部分水量發電，其裝置容量僅50瓩，而為了保護發電機組安全，於機組所需之水頭外，於靜水池左岸裝設平壓塔一座，以便將多餘之水壓釋放。該發電機組現已功成身退，日本日立公司曾要求以新發電機與本會調換，擬運回日本公司，惟本會為古蹟傳存未允。
水源自送水工、靜水池，先經長1.6公里導水路。在導水路末端，設有各據南北之分水閘門，由分歧工作站管控引入南北兩幹線。
（7）南北幹線
南幹線經官田區、善化區而迄於新化區，長10公里，再分經麻豆支線、善化支線、南幹支線等支線，輸配臺南市中心區域與南部區域。
北幹線長47.9公里，經官田區、六甲區、柳營區、東山區、後壁區、嘉義縣水上鄉、嘉義縣太保市、嘉義縣新港鄉等鄉鎮，迄於北港溪南岸止，有林鳳營、新營、八掌溪、朴子、東石等，輸配至臺南市北部區域及嘉義縣轄內各鄉鎮(山區除外)。
嘉南大圳開發之初，即建構出川流式攔水之濁幹線，與調度式烏山頭水庫北幹線聯合運用之思維，於北幹線終點興築暗渠，貫穿北港溪與濁幹線聯通。
（8）灌排水系統
灌溉有賴幹支分線及中、小給水路輸配之外，降雨後之地表與地下之逕流、滲流除主次要河川外，端賴大、中、小排水路匯聚排除。灌溉與排水渠道網絡分布於區域內。嘉南大圳甫完成時，計有大排水路總長1,056餘公里，中小給排約6,000餘公里。該等排水系統如鹽水溪排水等，集水面積萬公頃以上者甚多，對於嘉南地區農田、都市、工礦、區域排水貢獻良多，使嘉南地區生活環境、生態平衡，甚而人民生命、財產安全獲得保障。
（9）防水堤防及潮止堤防
嘉南大圳甫完成時，臺灣的水利尚未全面開發、河川法線未定、堤防未作，為此在河川邊緣，為減輕河水氾濫曾建有多處之防水堤防，如六腳兼用防水堤防等等，總長226公里。該等堤防目前多已被河堤取代，部份仍保留作為第二堤防使用。又為防沿海地帶海水倒灌，於海邊適當地點建造潮止堤防，保護耕地以防鹽害，全長約104公里，並附有自動排水門，該等潮止堤防目前亦已被海堤所取代。
（10）灌溉區域
烏山頭水庫及其所屬圳路完工改成兩大灌區－烏山頭水庫灌區及濁幹線灌區。烏山頭水庫灌區包括臺南市與嘉義2縣市，灌溉面積約8萬3,000公頃；濁幹線灌區包括雲林縣，灌溉面積約4萬3,000公頃。除此之外，尚有由河川、埤池取水之特別灌區，灌溉面積約2萬6,000公頃。合計灌溉面積15萬2,000公頃。
嘉南大圳開發後成效
（a）灌溉施行
1930年完工後亦隨即施行灌溉，灌溉之執行除由水利組合（今水利會）引水輸配外，為用水均霑性，對田間水路管理、配水時序、用水量等予以縝密管理。同時亦將農民加以組織實行協會（即目前之水利小組）予以用水管理之訓練及約定。
（b）經濟成果
由於全體會員共同努力結果，使原來受旱災豪雨為害之旱田（看天田）以及近海地方之荒野、魚塭地等，無不逐獲改善，於3年之間悉化為良田，或成為蔗園，收穫量激增，較之工程以前，平均每公頃土地之收益，由90.47元（1930年以前）增至742.30元（1930年以後），達8倍有餘。土地價格則由每公頃313元（1930年以前）增至1,600元（1930年以後），達5倍以上。至於耕地面積，工程前水稻面積為13,160公頃，工程後增為41,828公頃，收穫量增6.4倍。蔗田面積由31,486公頃增加至45,321公頃，收穫量增加3.4倍。雜作面積則由原有之89,689公頃，減至40,065公頃，然因土地之改良，收穫量反增加0.7倍，而不毛之地13,400公頃，亦化為可耕地。