龙首渠是汉武帝时期关中东部著名的水利工程之一，它是我国历史上第一条地下水渠。也是开发北洛河水利的首次工程。它以'井渠法'的首创而闻名于世，在我国水利史和科技史上占有极其重要的历史地位。龙首渠的开凿始于西汉元狩三年（公元前120年）。据《史记·河渠书》 记载：“其后庄熊罴言：‘临晋民愿穿洛以溉重泉以东万余顷故卤地。诚得水，可令亩十石。’于是为发卒万余人穿渠，自徵引洛水至商颜山下。岸善崩，乃凿井，深者四十余丈。往往为井，井下相通行水。水颓以绝商颜，东至山岭十余里间。井渠之生自此始。穿渠得龙骨，故名曰龙首渠。作之十余岁，渠颇通，犹未得其饶。”，这一段话说清了龙首渠的前因后果。大意是说:有一个叫庄熊罴(注：《汉书·沟洫志》作“严熊”，因避汉明帝刘庄的名讳，改庄为严。又省去“罴”字。）的人向汉武帝上书，他说临晋(今大荔县)的百姓愿意开挖一条引洛水的渠道以灌溉重泉(今蒲城县东 南)以东的土地。如果渠道修成了，就可以使一万多顷的盐碱地得以灌溉，收到亩产十石的效益。武帝采纳了他的建议，调发兵卒一万多人开渠，自徵（今澄城）引洛水到商颜山（今铁镰山）下。由于黄土土质非常疏松，如果按通常的施工方法沿山脚明挖河渠，渠岸容易倒塌，工程无法进行下去。于是沿流凿井，最深有的达到四十多丈，许多地方都凿了井，井下互相连通，使水通行。水从地下穿商颜山而过，东行直到山岭之中十多里远。从此产生了井渠。凿渠时曾掘出了龙骨（远古时期的动物骨骼化石），所以给此渠命名为龙首渠。这条渠筑了十多年，颇有些地方通了水，但是并未得到太大的好处。这就是说龙首渠建成后，虽然缓解了大荔县一带灌溉缺水的状况，但通水的地方有限，可惜并未实现原定的设想。失败的原因可能是由于当时井渠未加衬砌，井渠通水后，黄土遇水坍塌，因而导致工程的失败。
龙首渠建设中采用了开凿竖井（从地面向下凿的井）令'井下相通行水'使井和渠相结合的办法，被后世称为“井渠法”。当时，用井渠法施工的情况是：在地下挖一条暗渠，渠道要穿越十余里的商颜山，如果只从两端相向开挖，施工面较少、洞内通风、照明也有困难。若在渠线中均匀布设竖井，把长距离的地下渠道分割成多个分部工程，然后相向开挖，这样既可增加施工工作面，又可弃土弃渣，提高工效，同时也改善了洞内通风和采光的条件。一举数得，确为绝招。井渠法无疑是隧洞施工方法的一个新创。开挖之前，每隔一定距离先开凿一口竖井，以确定暗渠开挖的位置，并作为开挖暗渠的出土口和通风口。竖井的深度随暗渠距地面的深度而不同，最深的达40余丈。它既能解决在地表无法开渠的问题，又能减少明渠水在输送过程中的蒸发和渗漏。这种竖井和暗渠相结合的技术方法就叫井渠法。它的产生，是人们认识和利用当地地理环境的结果；它的发明，开创了后代隧洞竖井施工法的先河，是我国古代一项独特的创举。汉代张骞通西域之后，通过丝绸之路，井渠法传至西域，很快就推广到甘肃、新疆一带水分容易蒸发的干旱地区。至今仍在新疆农业生产中起着重要作用的坎儿井，就是在井渠的基础上加以发挥改进而成的。中亚和西南亚的干旱地带也用这种办法灌溉农田。井渠法是劳动人民在漫长的历史发展中创造的一种地下水利工程。是中国古代先辈高度智慧的结晶，井渠法水利系统不仅仅是中华文明体系下一个灿烂文明的文化成就，它也为世界水利事业提供了宝贵的经验，更是世界文明的组成部分。同时，龙首渠的施工还表现了测量技术的高水平，它在两端不通视的情况下，准确地确定渠线方位和竖井位置，这也是难能可贵的。
公元233年，三国时期的魏明帝曹叡拓展古灌区，在龙首渠下游兴建临晋陂引洛灌溉，充足的粮草，使这里成为曹魏政权统一中原的根据地。南北朝时北周武帝（宇文邕）于保定二年（公元562年）对龙首渠曾重加修浚（《周书·武帝纪上》），国力大增。至唐代，公元719年，唐玄宗时期，著名水利家同州刺史姜师度在这一带重新兴建灌溉工程，“于朝邑、河西二县界，就古通灵陂，择地引洛水及堰黄河灌之，以种稻田，凡两千余顷，内置屯十余所，收获万计。”（《旧唐书·姜师度传》）这说明姜师度不仅引洛，而且引黄河水灌溉，压碱淤地，效益更加显著。水利工程强有力的支撑了开元盛世。元、明、清时期，引洛灌溉零星分布，凿井引泉灌溉成为这一时期的显著特点。民国时期由杨虎城将军决策、著名水利专家李仪祉先生在龙首渠基础上主持实施了“关中八惠”之一洛惠渠改造工程。洛惠渠将历代不同方式的引洛灌溉重新整合，续建扩灌。一坝（龙首坝）、二槽（夺村渡槽、曲里渡槽）、五洞（一号隧洞至五号隧洞）撑起了洛惠渠的骨干工程架构，为蕴含着鲜活龙文化、汉文化、水文化印记的古灌区，增添了诸多现代科技元素。其中五号洞洞身横穿铁镰山，全长3467米，五易方案，先后采取了洞室压气法、钢板洞壳法、改线挖渠法、井洞结合法等施工方法，历时十四载，全线贯通，国联水利专家沃摩度称“世界水利工程，隧洞之长以铁镰为第一”。五号洞作为中西合璧水工建筑之典范，成为龙首渠引洛古灌区的精神高地。
解放后洛惠渠进一步扩展，现在的龙首渠引洛灌区已发展成为灌排体系完整的大型灌区，工程由大坝、灌排渠系及配套设施组成，分设洛东、洛西两大系统，包括总干渠1条、干渠4条、分渠13条，总长248千米，灌溉渭南市澄城、蒲城、大荔三县74.3万亩农田，惠及人口69万，累计引洪淤灌、改良盐碱地23万亩，引水114亿立方米，消纳入黄泥沙2亿吨，灌溉面积上亿亩次，生态、经济、社会效益显著，先后荣获全国科学大会奖、全国先进灌区等殊荣。“大旱何须望云至，自有长虹带雨来”。而今洛惠渠正向着惠及农业、工业、生态多维的现代化灌区迈进，在延续黄河历史文脉、展示陕西水文化底蕴的同时，已经成为更加丰美宜人的“千里河西地，秦东米粮川”。
关于龙首渠留下的遗址据一些专家调查，它是自今陕西澄城县状头村引洛水入渠，沿洛河左岸南流10余里，越大浴河进入蒲城县永丰镇境内。自河城塬至温汤的缓坡地带为第一段井渠，总长约2600米，主要有铁镰山人工渠槽，遗址位于今西韩铁路远志村铁路线北侧；自王武至大荔县义井的商颜山山脊地带为第二段井渠，总长约4300米。入口位于渭南市蒲城县永丰镇庙底新村，出口位于渭南市大荔县许庄镇义井村。其中阳泉沟深挖方渠段，位于阳泉沟口向上至洛惠渠4号隧洞下口。蒲城县龙首渠井渠遗址共发现7个竖井，相邻井的间距为11米、160米、224米，井口直径1. 24米一1. 26米不等，已探明的井的深度27. 80米，深及黄沙土层，井内发现汉代常见的绳纹板瓦、筒瓦及陶罐、瓮、盆、釜等残片。1944年凿洛惠渠五号隧洞时，采用了汉龙首渠创始的“井渠”施工法，即在洞线的山坡上，每隔300米打一眼竖井。曾在八号竖井以北，十八、十六、十三号竖井的工作井中发现有西汉时期的柏木板和柏木作成的支撑框架。木头材质坚硬，长2米，均呈“人”字形交叉排列，显系渠洞的支护材料。经考证为西汉时龙首渠遗迹，今在大荔县城西北13.5公里义井村村北，竖有陕西省文物保护单位的标志。龙首渠蒲城县旧志均无记载，以今考之，县治东南三十里曰平路庙，本名龙渠镇，镇南之村曰伏龙，西南还有龙阳、龙池之村镇，均以渠得名，不知与龙首渠有无关系，无从细考。
龙首渠引洛古灌区两千多年的兴废更替、薪火相传的壮丽史诗，是中华民族改造自然、安排河山、开拓奋斗、百折不挠精神的凝聚和写照，历经磨难永不言败的民族魂魄，深深渗透在人们的血脉中。它申遗的成功，对于更好地保护和利用“龙首渠引洛古灌区”灌溉工程体系，挖掘和宣传古代农业灌溉发展史及其水利对陕西乃至中国文明进程的影响，学习古人可持续性水利发展的智慧、保护珍贵的历史文化遗产，意义十分深远。愿龙首渠所产生的激励精神与实惠效用万古常存！