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。
天竜川
上流部の信濃においては江戸時代中期の1746年、飯田藩主・堀親長は重臣の黒須楠右衛門を普請奉行、中村惣兵衛を作事奉行として現在の下伊那郡高森町の天竜川に堤防を建設。さらに「天竜井」という用水路を開削し灌漑を図ろうとした。この「惣兵衛川除」は1752年に完成し、飯田藩内の水害を軽減した。上流の上伊那郡片桐（現在の中川村片桐）では1772年より「理兵衛堤防」の建設が始まった。これはこの地の名主である松村理兵衛忠欣が天竜川の治水を目的に護岸工事を始めたものである。この事業はやがて高遠藩の事業に昇格、忠欣の跡を継いだ子の常邑、孫の忠良の代にも継続され、松村家3代に亘るこの事業は1808年の完成まで実に58年間、57万6千人の人員を費やし近世天竜川最大の河川工事となった。
1832年には美濃高須藩の飛び地である座光寺（現飯田市座光寺）に「石川除」が建設された。利水においては「天竜井」の他1832年に伊東伝兵衛武敬によって天竜川流域一帯に農業用水を供給するため、天竜川各所に固定堰を建設、取水した。これらは「伝兵衛井筋」と呼ばれ、流域の新田開発に大いに役立ったのである。明治時代に入り、天竜川の治水は1885年（明治17年）に従来の囲堤を連結堤防に修築することから始まった。1927年（昭和2年）には引堤や川幅の拡幅は行われたが水害の根本的解決には至らなかった。この後、諏訪湖の洪水調節を図り諏訪盆地を水害から守るため釜口水門が天竜川の流出部に1937年（昭和12年）に建設された。