ในการอนุรักษ์ต้นน้ำลำธารที่เสื่อมโทรมมีหลายหน่วยราชการที่เกี่ยวข้องดำเนินงานสนองพระราชดำริ ด้วยวิธีการต่างๆ กัน ได้แก่ การอนุรักษ์ป่าไม้ การอนุรักษ์ดินและน้ำโดยทางพืชร่วมกับการก่อสร้างคันดินหรือสร้างขั้นบันได รวมทั้งวิธีการก่อสร้างฝายปิดกั้นทางน้ำในบริเวณพื้นที่ต้นน้ำลำธาร ดังต่อไปนี้
กรมป่าไม้ได้จัดตั้งและดำเนินงานโครงการพัฒนาต้นน้ำตามแนวพระราชดำริหลายหน่วยกระจายอยู่ตามท้องที่จังหวัดต่างๆ ในภาคเหนือมีการปลูกเสริมป่าเพื่ออนุรักษ์ต้นน้ำลำธารในบริเวณที่เสื่อมโทรม และสนองพระราชดำริในการจัดให้ชาวไทยภูเขาได้อาศัยอยู่ในหมู่บ้านพัฒนาชาวเขาโดยมีที่ดินถาวรสำหรับทำมาหากิน เพื่อป้องกันและลดปัญหาการตัดไม้ทำลายป่าเพื่อใช้พื้นที่ทำไร่เลื่อนลอย ในพื้นที่จัดสรรให้เพาะปลูกเหล่านี้มีการปรับพื้นที่เป็นนาขั้นบันไดเพื่อปลูกข้าว หรือก่อสร้างคันดินชะลอความเร็วของน้ำที่ไหลบ่ามาตามผิวดินแล้วใช้ปลูกพืชเศรษฐกิจ อันเป็นการอนุรักษ์พื้นที่ต้นน้ำลำธารอย่างถูกต้องตามหลักการดังที่ได้กล่าวมาแล้ว เช่น โครงการพัฒนาต้นน้ำหน่วยที่ ๑ ห้วยทุ่งจ๊อ อำเภอแม่แตง จังหวัดเชียงใหม่ โครงการพัฒนาต้นน้ำหน่วยที่ ๒๗ อำเภอท่าวังผา จังหวัดน่าน โครงการพัฒนาต้นน้ำหน่วยที่ ๒๙ แม่ตาช้าง อำเภอแม่สรวย จังหวัดเชียงราย โครงการพัฒนาต้นน้ำหน่วยที่ ๓๒ ดอยมูเซอ อำเภอแม่สอด จังหวัดตาก และโครงการพัฒนาต้นน้ำหน่วยที่ ๓๔ ขุนงาว อำเภองาวจังหวัดลำปาง เป็นต้น
กรมพัฒนาที่ดินได้ดำเนินงานโครงการหลวงพัฒนาที่ดินในบริเวณพื้นที่โครงการหลวงทุกแห่งเพื่อจัดพื้นที่ทำกินให้แก่ราษฎรชาวไทยภูเขาให้สามารถทำการเพาะปลูกดำรงชีพอยู่ได้เป็นหลักแหล่ง โดยวิธีการอนุรักษ์ดินและน้ำ ทำขั้นบันไดดินและจัดระบบชลประทานในไร่นา อีกทั้งแนะนำและสาธิตการใช้ที่ดินในเขตพื้นที่โครงการหลวงให้มีประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์ในด้านการอนุรักษ์ต้นน้ำลำธารอีกด้วย
สำหรับการอนุรักษ์พื้นที่ต้นน้ำลำธารโดยวิธีการก่อสร้างฝายปิดกั้นทางน้ำนั้น กรมชลประทานได้ดำเนินการสนองพระราชดำริสร้างฝายเก็บกักน้ำตามร่องน้ำลำธารในพื้นที่ต่างๆ เช่น ที่ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยฮ่องไคร้ตามพระราชดำริอำเภอดอยสะเก็ด จังหวัดเชียงใหม่ ศูนย์ศึกษาการพัฒนาภูพานตามพระราชดำริ อำเภอเมืองสกลนคร จังหวัดสกลนคร พื้นที่เชิงดอยสุเทพ อำเภอเมืองเชียงใหม่ จังหวัดเชียงใหม่ พื้นที่เชิงดอยอินทนนท์ในเขตโครงการหลวง อำเภอจอมทอง และอำเภอสันป่าตอง จังหวัดเชียงใหม่ และที่โครงการหลวงดอยอ่างขาง อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ เป็นต้น โดยใช้วัสดุในท้องถิ่นใกล้เคียงสร้างเป็นฝายแบบง่ายๆ ที่มีราคาถูก ตามวิธีการที่ได้กล่าวข้างต้น แล้วผันน้ำจากด้านเหนือฝายกระจายไปตามร่องที่ขุด ซึ่งน้ำจะซึมลงไปในดินและเกิดความชุ่มชื้นแก่พืชที่ต้นน้ำลำธารบริเวณดังกล่าวได้เป็นอย่างดี
(ดูเพิ่มเติมเรื่อง การชลประทาน เล่ม ๗ เรื่อง การพัฒนาเกษตรกรรมสำหรับพื้นที่เฉพาะ หมวดการศึกษาการพัฒนา และเรื่อง การพัฒนาแหล่งน้ำเพื่อการเกษตร หมวดเดียวกัน เล่มเดียวกัน)
