天塩川
全長256 kmは北海道内では石狩川に続き2番目の長さで、日本国内でも4番目の長さとなる長流河川であるが、大きな支流が少ないため、流域面積は5,590 kmで国内10位にとどまる。和人入植以来、数次に渡り流路変更などの河川改修を行ってきた結果、その全長は明治時代以前の河川改修前より大幅に短くなっている。下流部を中心に河川改修跡である三日月湖が沿川に数多く見られるが、河口から158 kmまで堰などの川を横断する工作物が設置されておらず、また、コンクリートの護岸工事の実施箇所が少なく、自然のままの護岸が多く残されていることが特徴となっている。
岩尾内ダム
ダム完成により天塩川の治水と利水は建設前に比べ向上したものの、自然の猛威は治水・利水計画の想定を超える事態をもたらした。1973年（昭和48年）、1975年（昭和50年）、1981年（昭和56年）と水害が発生し、特に1981年の水害は天塩川水系工事実施基本計画が定めた計画高水流量を超過した洪水が流域を襲い、浸水面積1万5,625ヘクタールという過去最悪の水害になった。また利水についても1976年（昭和51年）、1980年（昭和55年）、1993年（平成5年）に深刻な水不足があり、特に1993年の水不足は1億立方メートルの貯水容量を持つ岩尾内湖が枯渇するという緊急事態を生じた。交互に襲う水害と水不足に対し、治水では堤防建設や川底掘削を実施、利水については温根別ダム（温根別川）など灌漑専用ダム建設を行うなど対策は実施しているものの不十分な状況が続いている。このため最大の支流である名寄川の二次支流・サンル川に建設省は1988年（昭和63年）より特定多目的ダムとしてサンルダムの建設事業を開始した。反対運動や鳩山由紀夫内閣の前原誠司国土交通大臣によるダム事業再検証により事業が遅延していたが、2017年（平成29年）の完成に向けて本体工事が進められている。