1914年(大正3年)3月頃から1919年(大正8年)12月にかけて土地買収が行われた。建設予定地には小さな部落ごとに161戸が住んでおり、買収価格は当時の村民の収入からすれば高額だったため、反対者は少なかったが、長期にわたる一部の反対者には土地収用法が適用された[8]。 1916年(大正5年)から1927年(昭和2年)まで10年の歳月をかけ建設された[1]。工事にあたり、資材運搬と導水管(羽村村山線)工事のために羽村-横田間(7.8 km)に軽便鉄道を1918年(大正7年)に着工し1921年(大正10年)に完成した[9]。この鉄道は完成後1924年(大正13年)に廃線となり線路撤去を行ったが、1928年(昭和3年)に山口貯水池(狭山湖)建設工事のため、羽村-横田間の線路再敷設と横田-山口貯水池堰堤間の延伸工事を行い、1929年(昭和4年)には資材運搬に利用された。廃線跡の一部は武蔵村山市
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