
2度の失敗を経て、総奉行松平信綱のもとに1654年(承応3年6月20日)に、この区間が竣工し、翌年に四谷大木戸から江戸城虎ノ門前までが完成します。これ以後は、配水路が次々に延長されていって、江戸の南部方面に配水されました。
多摩川の水を羽村(現在の東京都羽村市)で取水し、拝島-立川-武蔵境-下高井戸-四谷大木戸 (現在の東京都新宿区)間の約43kmは、自然流下により導水する開渠で、ここからは、石樋や木管で江戸城・武家屋敷・庶民の居住地等に給水されます。その後、野火止(のびどめ)、青山、三田、千川の各分水が設けられ、飲料水あるいは灌漑用水として利用されました。
庄右衛門・清右衛門は、この功績により玉川姓を許され、玉川上水役のお役目を命じられ、その経営を請け負って、玉川両家で世襲されます。しかし、1739年(元文4)両家とも役を罷免され、以後同上水は幕府の直営となりました。
明治時代になっても使用され、1898年(明治31)に東京に改良水道が完成した後も、1965年(昭和40)まで淀橋浄水場への導水路として利用され、現在は立川市砂川から東村山市浄水場へ送水されるようになります。これに伴い、小平地点より下流部分は流水がとだえましたが、東京都の施策により、1986年(昭和61)8月27日に清流が復活し、開渠部分の約30.4kmが、2003年(平成15)に国の史跡に指定されました。
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