川辺川は球磨川水系における最大の
支流である。
九州山地である熊本県・
宮崎県境の
国見岳に水源を発し
平家落人の里として知られる
五家荘を流れ、北から流れてくる谷内川を併せる。その後は概ね南西に流れ五木五家荘渓谷を形成して「
五木の子守唄」で知られる
五木村中心部に入り、ここで五木小川と合流し直後ダム地点を通過する。その後は流路を南へ取り相良村を経て
人吉市と
球磨郡錦町の境で球磨川に合流する。流路延長は約67
キロメートル、
流域面積は約542
平方キロメートルで、球磨川水系全流域面積(1,882平方キロメートル)の三分の一を占めている。ダムは川辺川の中流部、五木村と相良村の村境付近に建設が予定されている。
熊本県南部を流れ、
最上川・
富士川と並んで「
日本三大急流」とも称される日本有数の急流河川・球磨川水系は、年間
降水量が2,000~3,000ミリに及ぶ日本有数の多雨地域で
台風の常襲地帯であること、及び球磨川の持つ地形的要因により古くからたびたび
洪水の被害を受けていた。球磨川は中流部の人吉市から
八代市に掛けてのおよそ60キロメートル区間が狭い
峡谷を形成し、その上流部に
人吉盆地がある。このため大雨が降ると球磨川上流部及び川辺川流域の洪水は人吉盆地に集まるが、中流部の渓谷によって洪水の流下が阻害され、人吉盆地に洪水が滞留するという「
バックウォーター現象」が起こる。こうした地形は例えば
北上川流域の
岩手県一関市など全国に多いが、こうした地域は洪水常襲地帯となっており、人吉盆地も度々浸水被害を受けてきた。一方人吉盆地は
肥後南部の穀倉地帯ではあったが土壌は「イモゴ」と呼ばれる
火山灰性の地質であり、かつ
扇状地でもあったことで農業用水の確保が困難な地域でもあった。
人吉藩政期には二代藩主
相良頼寛・三代藩主
相良頼喬の時に幸野溝や百太郎溝が整備されたが、
かんばつの際には用水不足が深刻となった。