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。
志染川
狭義では、神戸市北区山田町下谷上で山田川と箕谷川（みのたにがわ）が合流してから、ダム湖のつくはら湖、三木市志染町での淡河川（おうごがわ）合流を経て三木市久留美で美嚢川（みのうがわ）と合流するまでを指すが、広義の志染川として上流の山田川をも含むと、全長23.199kmになる。以下では、山田川・箕谷川合流点から美嚢川合流点までを「志染川」として記す。