ภายหลังจากรัฐบาลเห็นชอบให้ดำเนินการก่อสร้างเขื่อนสิริกิติ์ที่บ้านผาซ่อม ต.ผาเลือด อ.น้ำปาด จ.อุตรดิตถ์  เมื่อปี 2500 และได้ให้กรมประชาสงเคราะห์(กรมพัฒนาสังคมและสวัสดิการในปัจจุบัน) จัดเตรียมพื้นที่รองรับราษฎรที่อพยพโยกย้ายออกจากบริเวณพื้นที่น้ำท่วมของอ่างเก็บน้ำเขื่อนสิริกิติ์ โดยได้จัดตั้งเป็นนิคมสร้างตนเองลำน้ำน่านขึ้นที่ท้ายน้ำของเขื่อนดินปิดช่องเขาต่ำ (Saddle Dam) อ.ท่าปลา จ.อุตรดิตถ์  มีพื้นที่ 143,000 ไร่ ราษฎรที่อพยพมาเมื่อปี 2512 มีจำนวน 3,276 ครอบครัว ได้รับการจัดสรรพื้นที่ให้ครอบครัวละ 15 ไร่ ปัจจุบันมีราษฎรอาศัยอยู่ราว 6,856 ครอบครัว รวมเป็นประชากร 24,501 คน ถือเป็นผู้ที่เสียสละที่ดินตนเองเพื่อประโยชน์ต่อส่วนรวมและประเทศชาติ พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร รัชกาลที่ 9 จึงมีพระราชดำริ เมื่อปี 2520 ให้จัดหาน้ำเพื่อการอุปโภค-บริโภค และการเพาะปลูกให้กับราษฎรในพื้นที่แปลงอพยพ 

กรมชลประทานน้อมนำพระราชดำริมาดำเนินการอย่างต่อเนื่อง โดยเริ่มก่อสร้างระบบท่อส่งน้ำจากอาคารระบายน้ำของเขื่อนดินปิดช่องเขาต่ำของเขื่อนสิริกิติ์ เพื่อส่งน้ำให้แปลงอพยพแต่พื้นที่แปลงอพยพมีสภาพสูง ต่ำ สลับกับเนินเขามีระดับความสูง ต่ำแตกต่างกันมากถึง 125 เมตร ทำให้ระบบท่อส่งน้ำจากเขื่อนสิริกิติ์ส่งน้ำได้เพียงร้อยละ 5-10 ของพื้นที่เป้าหมายเท่านั้น อีกทั้งการจะสูบน้ำมาเพื่อพื้นที่ขนาดกว้างใหญ่มากกว่า 50,000 ไร่ มีราคาสูงทำให้ชาว อ.ท่าปลา เกิดการขาดแคลนน้ำอุปโภค-บริโภครุนแรงโดยเฉพาะฤดูแล้ง  และไม่มีน้ำเพื่อการประกอบอาชีพเกษตรกรรมซึ่งเป็นอาชีพหลัก

ต่อมาปี พ.ศ.2542-2546 ราษฎรบ้านห้วยต้าได้ทูลเกล้าฯ ถวายฎีกาต่อสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง นอกจากนี้ ยังมีตัวแทนสมาชิกนิคมสร้างตนเองลำน้ำน่าน ได้ทำหนังสือถึงสำนักราชเลขาธิการ ขอให้นำความกราบบังคมทูลพระกรุณาให้ทางราชการดำเนินการก่อสร้างอ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรี เนื่องจากได้รับความเดือดร้อนจากการขาดแคลนน้ำ กระทบต่ออาชีพเกษตรกรรมและการดำเนินชีวิตประจำวัน

กรมชลประทานได้ดำเนินการตรวจสอบสภาพภูมิประเทศ และศึกษาข้อมูลต่างๆ ในเบื้องต้นเพื่อหาแนวทางช่วยเหลือ พบว่ามีความเป็นไปได้ในการดำเนินการทางวิศวกรรม แต่พื้นที่อ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรีอยู่ในเขตป่าอนุรักษ์ และมีพื้นที่ส่วนหนึ่งอยู่ในเขตพื้นที่ชั้นคุณภาพลุ่มน้ำที่ 1A ดังนั้นจึงต้องทำการศึกษาวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อม เพื่อประกอบในการขออนุมัติจากคณะรัฐมนตรีและดำเนินการโครงการอ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรี ซึ่งกรมชลประทานได้ทำการว่าจ้างศูนย์วิศวกรรมพลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โดยได้รับความร่วมมือทางวิชาการจากมหาวิทยาลัยนเรศวร ให้ทำการศึกษาผลกระทบสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ รับโครงการก่อสร้างอ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรี พร้อมระบบผันน้ำ ระบบส่งน้ำและอาคารประกอบไว้เป็นโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริตามหนังสือของสำนักราชเลขาธิการลงวันที่ 29 กันยายน 2548

นายยุทธนา มหานุกูล ผู้อำนวยการสำนักงานก่อสร้างชลประทานขนาดใหญ่ที่ 3 กรมชลประทาน กล่าวว่า โครงการอ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรีอันเนื่องมาจากพระราชดำริ เป็นเขื่อนดินแบบแบ่งส่วน (Zone Type Dam) สูง 55 เมตร ยาว 440 เมตร ความจุ73.70 ล้านลูกบาศก์เมตร (ลบ.ม.) พร้อมอุโมงค์ส่งน้ำความยาว 1,831.59 เมตร และระบบส่งน้ำด้วยท่อความยาวรวม 250 กม. มีปริมาณน้ำท่าไหลลงอ่างฯ เฉลี่ย 100.9 ล้านลบ.ม.ต่อปี สามารถแก้ไขปัญหาขาดแคลนน้ำเพื่อการเกษตรและอุปโภค-บริโภคของราษฎรบริเวณพื้นที่แปลงอพยพของเขื่อนสิริกิติ์จำนวน 6,856 ครอบครัว ประชากรรวม 24,501 คน และยังเพิ่มพื้นที่ชลประทานฤดูฝนได้ 53,500 ไร่ ฤดูแล้ง 39,920 ไร่ มีหมู่บ้านได้รับประโยชน์จำนวน60 หมู่บ้าน ครอบคลุมพื้นที่ 9 ตำบล ได้แก่ ต.จริม หาดล้า ท่าปลา ร่วมจิต น้ำหมัน ในเขตอ.ท่าปลา และ ต.วังดิน หาดงิ้ว บ้านด่าน แสนตอ ในเขต อ.เมือง จ.อุตรดิตถ์  

“โครงการอ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรีอันเนื่องมาจากพระราชดำริ ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการสูบน้ำ ราษฎรมีความมั่นคงด้านน้ำเพื่อการอุปโภค-บริโภค เกษตรกรรมตลอดทั้งปี อีกทั้งยังเป็นแหล่งแพร่ขยายพันธุ์ปลาน้ำจืดให้ราษฎรได้บริโภคและมีรายได้เสริม เมื่อโครงการฯปรับภูมิทัศน์เสร็จสมบูรณ์ในปี 2568 ก็จะเป็นสถานที่พักผ่อนหย่อนใจและเป็นแหล่งท่องเที่ยวแห่งใหม่ของจ.อุตรดิตถ์ ช่วยสร้างรายได้ให้กับคนท้องถิ่นได้อีกด้วย”  ผอ.สำนักงานฯ กล่าว

ขณะที่ตัวแทนราษฎรในพื้นที่ นางสาววันทนา สุขประเสริฐ ผู้ใหญ่บ้านหมู่ที่ 12 ต.จริม อ.ท่าปลา จ.อุตรดิตถ์ กล่าวว่า เมื่อครั้งอพยพมาที่ ต.จริม ในปี 2514 ราษฎรส่วนใหญ่ทำนาข้าว และทำสวนมะม่วงหิมพานต์  ใช้น้ำฝนทำเกษตรเป็นหลัก ถ้าปีไหนไม่มีฝนก็ไม่มีผลผลิตหรือได้น้อย ทำให้ขาดรายได้ น้ำที่นำมาใช้ในครัวเรือนต้องจ่ายเงินซื้อ แรงงานในพื้นที่จึงออกไปทำงานหารายได้ที่อื่นจนเมื่อมีการสร้างอ่างฯ ห้วยน้ำรีฯ ทำให้มีน้ำกิน-ใช้ตลอดทั้งปีและได้ทำนาทุกปี นอกจากนี้ ยังมีน้ำปลูกพืชสวนอื่นๆ เช่น ทุเรียนอินทผาลัม ที่ตอนนี้เป็นสินค้าส่งออก มาตรฐาน OTOP ระดับ 5 ดาวมะม่วงหิมพานต์ก็มีเม็ดอวบขึ้น เพราะได้น้ำเพียงพอ ช่วยสร้างรายได้ที่มั่นคงยั่งยืนแก่ชุมชน ล่าสุดยังได้มีการสร้างสกายวอล์กห้วยน้ำรีจุดชมวิวโครงการสร้างอ่างเก็บน้ำห้วยน้ำรีฯ ช่วยส่งเสริมการท่องเที่ยว สร้างรายได้เสริมให้กับชุมชนอีกด้วย