岩尾内ダム
天塩川は標高1,558メートルの天塩岳を水源とし士別市までは概ね西に流れ、剣淵川を合流した辺りで流路を北へ変える。その後名寄市で水系最大の支流である名寄川を合わせ、中川郡美深町・音威子府村を流れる。音威子府村と中川町間では峡谷を形成するが、天塩郡幌延町で再度平野を流れる。下流部では留萌振興局と宗谷総合振興局の境界をなしながら西に流路を変え、利尻礼文サロベツ国立公園に指定されているサロベツ原野を流域に持つサロベツ川を河口付近で合流させたあと、海と並行する形で南に流路を変え天塩郡天塩町で日本海に注ぐ。流路延長は256.2キロメートルで信濃川、利根川、石狩川に次いで日本第4位の長さを有し、流域面積は上川・留萌・宗谷の三振興局管内に跨り、5,588平方キロメートルを擁する大河である。ダムは天塩川の上流部に建設された。
金山ダム
日高山脈・狩勝峠付近を水源とする空知川は石狩川水系の中では最大の規模を誇る河川であり、その長さは約196.0キロメートル、流域面積は約2,700平方キロメートルである。これは一級水系で比較すると四万十川水系や熊野川水系に匹敵し、道央地域における最大の河川の一つでもある。流域には富良野市・芦別市・滝川市・赤平市などを有し、かつては一大炭田地域として石炭の採掘が盛んであった。また、流域は肥沃な富良野盆地を形成し水田をはじめとした農耕も広く行われていた。しかし富良野盆地を流れる空知川の支流・富良野川は河水の酸性度が高く、農業用水には適していなかった。このため農地を拡大するためには新たな水源の確保が不可欠であった。