แม่น้ำยมเป็นลำน้ำที่สำคัญสายหนึ่งมีต้นกำเนิดจากเขาผีปันน้ำในเขต  อ.ปง และเชียงม่วน  จ. พะเยา ไหลผ่าน จ .แพร่, สุโขทัย, พิษณุโลกและพิจิตร ไหลไปรวมกันกับแม่น้ำน่านที่ อ.ชุมแสง จ.นครสวรรค์ รวมความยาวประมาณ 500 กม.   พื้นที่ลุ่มน้ำประมาณ 21,400 ตร.กม.  ปี 2508   กรมชลประทานได้วางแผนพัฒนาลุ่มน้ำยมขึ้น   ต่อมาในปี  2511-2514 รัฐบาลสหราชอาณาจักร ได้ให้ความสนใจในแผนพัฒนาลุ่มน้ำยม จึงได้ส่งผู้เชี่ยวชาญมาศึกษาโครงการ สรุปแผนพัฒนาลุ่มน้ำยมว่า ควรดำเนินการตามขั้นตอน ดังนี้

     สร้างเขื่อนเก็บกักน้ำห้วยสักหรือ เขื่อนแก่งเสือเต้น เหนือโครงการชลประทานแม่ยม อำเภอสอง จังหวัดแพร่ ซึ่งคาดว่าจะช่วยเหลือพื้นที่เพาะปลูกได้ประมาณ 231,250 ไร่

      สร้างเขื่อนทดน้ำ บริเวณแก่งหลวง อำเภอศรีสัชนาลัย จังหวัดสุโขทัย เพื่อส่งน้ำให้แก่พื้นที่เพาะปลูกในจังหวัดสุโขทัย ได้ประมาณ 668,750 ไร่

      ขณะที่ยังไม่ได้ดำเนินการตามข้อ 1 และ 2 ซึ่งต้องลงทุนเป็นจำนวนมากนั้น ควรดำเนินการขุดเจาะบ่อน้ำบาดาล ซึ่งมีแหล่งน้ำบาดาลที่ดีในเขตอำเภอสวรรคโลกและอำเภอศรีนคร จังหวัดสุโขทัย เพื่อนำน้ำมาใช้เพื่อการเกษตรก่อน เพราะเป็นโครงการที่สามารถก่อสร้างได้เร็วและเห็นผลในทันที

 ดังนั้นกรมชลประทาน  จึงเริ่มดำเนินการก่อสร้าง โครงการพัฒนาน้ำใต้ดิน จังหวัดสุโขทัย ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2519 เป็นต้นมา   โดยก่อสร้างเป็นโครงการชลประทานขนาดใหญ่ประเภทสูบน้ำจากชั้นน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้ด้วยการเจาะและก่อสร้างบ่อสูบน้ำใต้ดิน ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 14 นิ้ว  ลึกประมาณ 60-150 ม.   บ่อน้ำใต้ดินบ่อหนึ่งสูบน้ำได้ประมาณ 200 ลบ.ม./ชม.   ส่งน้ำให้แก่พื้นที่เพาะปลูกได้ 300-400 ไร่   พื้นที่ส่งน้ำของโครงการ ฯ มีทั้งสิ้นประมาณ 71,000 ถึง 81,000 ไร่ แบ่งเขตดำเนินการเป็น 2 ฝ่าย คือ

          ฝ่ายส่งน้ำและบำรุงรักษาที่ 1  พื้นที่อยู่ในเขต อ.สวรรคโลก จ.สุโขทัย มีบ่อสูบน้ำใต้ดิน จำนวน 104 บ่อ ก่อสร้างระหว่างปี พ.ศ. 2524-2530    บ่อสูบน้ำใต้ดินส่วนใหญ่ติดตั้งท่อกรุ-ท่อกรอง เป็นชนิด GRP (Glass Reinforced Pipe) เริ่มสูบน้ำปี พ.ศ. 2527 และสามารถสูบใช้ได้ทั้ง 104 บ่อ เมื่อปี พ.ศ. 2534

            ฝ่ายส่งน้ำและบำรุงรักษาที่  2  ตั้งอยู่ในเขต อ.ศรีนคร จ.สุโขทัย มีบ่อบาดาล 100 บ่อ ก่อสร้างระหว่างปี พ.ศ. 2522-2523   ติดตั้งท่อกรุ-ท่อกรอง เป็นเหล็กทั้งหมด เริ่มสูบน้ำใช้เมื่อปี พ.ศ. 2523 เป็นต้นไป

           ระบบเครื่องสูบน้ำ เป็นระบบภายใต้แรงดัน คือใช้เครื่องสูบน้ำแบบเทอร์ไบน์แนวดิ่ง ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8-10 นิ้ว ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ขนาด 30-50 แรงม้า สูบส่งตามท่อ PVC ซึ่งฝังใต้ดินลึกประมาณ 1 เมตร และไปจ่ายออกในแปลงเพาะปลูกของเกษตรกรโดยตรง    ท่อส่งน้ำมี 3 ขนาดคือ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง  6 นิ้ว , 8นิ้ว  และ 10 นิ้ว  แต่ละบ่อสูบน้ำจะมีท่อส่งน้ำรวมยาว ประมาณ 2 กม.

            ปริมาณน้ำที่สูบขึ้นมาใช้ในแต่ละปีไม่เกิน 40 ล้านลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นผลจากการทำ Model Recalibration โดยฝ่ายพัฒนาน้ำบาดาลเพื่อการชลประทาน กองวิทยาการธรณี   การก่อสร้างดำเนินการแล้วเสร็จ เมื่อปี พ.ศ. 2535   จึงได้ส่งมอบให้ฝ่ายบำรุงรักษาและกรมฯ อนุมัติจัดตั้งเป็นโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาน้ำใต้ดินสุโขทัยซึ่งปัจจุบันคือโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาสุโขทัย