石淵ダム
この改訂改修計画に基づき石淵ダムの洪水調節計画も改訂されることになり、計画高水流量を当初計画に比べ毎秒300立方メートル増やして毎秒1,200立方メートルとし、調節量を毎秒300立方メートルに増加させることで下流への洪水流量を毎秒900立方メートルに抑制する計画になった。石淵ダムは以降五大ダムの一角として胆沢川のみならず北上川治水に重要な役割を担っている。1959年(昭和34年)の伊勢湾台風において初めて本格的に実施されたダムの洪水調節であるが、ダム湖に流入した洪水で過去最大の流量を記録したのは1988年(昭和63年)8月29日に記録した前線と低気圧に伴う大雨による洪水であり、ダム地点では毎秒1,077.9立方メートルという計画高水流量に近い流量となった。この時ダムは毎秒675立方メートルと計画調節量の倍に当たる洪水調節を行い、下流の洪水被害を軽減している。
石淵ダムには放流を行うための洪水吐きに6門のゲートが備え付けられている。中央には通常の放流に使用する常用洪水吐きゲート(オリフィスゲート)が2門、その両脇には計画を上回る洪水時に使用される非常用洪水吐きゲート(クレストゲート)が左右各2門設置され、6門のゲートが横一列に並んでいる。ダム左岸には取水塔があるが右岸にも取水塔に似た建物がある。これはダム建設時および完成後に排水を行うための排水塔であるが、完成後使用されることはほとんどなく廃墟に近いたたずまいを見せている。
しかし当時はロックフィルダムの締め固め技術が現在のように進歩しておらず、本体締め固め不足による不均等な堤体陥没(不等沈下)やクラックと呼ばれるひび割れなどが発生し易く、その対策も未確立だったため皆瀬ダムの完成以降しばらく新規の施工例は無かった。以降日本におけるロックフィルダムの施工は、ダム本体中央部に不透水性の粘土などを用いて遮水壁を形成する中央土質遮水壁型ロックフィルダムが主流になり、胆沢ダムもこの型式を採用している。
しかしロックフィルダム技術の進歩に伴いこれらの問題解決が可能となり、経済性にも優れていることから2004年(平成16年)岡山県の苫田鞍部ダム(吉井川)が41年ぶりに同型式として新規に完成した。なおこの型式は世界的には中国の清江に建設中の水布埡ダム (en) が高さ233メートルと世界一を誇っており、完成例では高さ156メートルの紫坪埔ダム(岷江)などがある。既設のものではブラジルのカンポスノボスダム (en) が202メートルと世界一の高さを有する。
しかしその後も水不足は進行し1984年(昭和59年)以降は例年のように取水制限が頻発、特に1994年(平成6年)には48日におよぶ取水制限が実施された。こうした需給バランスの崩壊は胆沢川の流量にも影響を及ぼし、供給量を上回る取水によって胆沢川は夏季になると水の流れない「枯れ川」になることがしばしばであった。石淵ダムには河川の流量を維持する水の補給目的がなく、ダム下流から20キロメートル区間が「枯れ川」となり生態系など河川環境にも影響が出るようになった。これに加え東北自動車道や東北新幹線の開通は沿線となる水沢や江刺の人口増加につながり、上水道・下水道や電力の需要も増大するという状態であった。放流操作についても最盛期よりは減少したものの1990年末までの年間平均で68回の放流を行っている。
このように石淵ダム計画時には想定されなかった治水・利水における新たな問題が歳月と共に顕在化した。水需要の増加に対応するための対策として1969年より新石淵ダム計画の調査が進められ、調査開始から14年を経た1983年(昭和58年)4月に胆沢川総合開発事業として正式な事業に採択されダムの高さを116メートルに大幅な嵩上げをする計画となり、1988年4月より建設事業に着手したが事業着手時に地元の要望を受け新石淵ダムの名称は改められ、胆沢ダムとなった。