黒瀬川
水質は、環境省「水質汚濁に係る環境基準」において全流域で「A類型」(BOD75%値 2.0mg/l以下)。ただ近年の開発および人口増加・下水道整備不備により、上中流域では悪化傾向にある。これは、上記石内浄水場廃止の理由の一つである。
気候は、瀬戸内海式気候に属し梅雨・台風期に降雨が集中し雨量が少ない傾向がある。地質は、流域全域が花崗岩で占められ、上流域最上部付近で流紋岩、上流域の西条盆地は"西条湖成層"と呼ばれるこの地域特有の湖成堆積物が見られ、河口部は風化した花崗岩が堆積した"マサ土"による沖積平野となっている。
林相は、広島県では一般的なものであるアカマツ-アラカシ群集、アカマツ-ウラジロガシ群集など二次林で占められる。
魚類は、上中流域でオイカワ・カワムツ・ヨシノボリ、下流域の二級峡ではアユが遡上し、河口部ではゴクラクハゼが生息している。特に中流域の湾曲部ではメダカや広島県レッドリスト入り(絶滅危惧I類)であるスナヤツメが確認されている。一方で三永水源地や周辺のため池では外来種のオオクチバス・ブルーギルが放流され在来種の生息を侵食している。