大雪ダム
ダムの規模や型式については再度検討が行われ、北電が計画した当初の中空重力式コンクリートダムはロックフィルダムへと変更された。背景には中空重力式は複雑な工程が求められるため材料費や人件費などの建設コストが割高になることが建設当時には知られるようになり、反面ロックフィルダムは技術的ノウハウが蓄積されてきたことに加えコンクリートダムでは建設に難のある地点でも建設が可能、さらに中空重力式より建設コストが安価であったことが考えられる。規模についても治水及び利水に必要な貯水容量を算出し、「石狩ダム」計画に比べ規模を半分程度に抑えた。ダム地点は層雲峡の名所「大函」の直上流部で大雪山系に抱かれた場所であり、人家が皆無であったことで水没補償は山林補償だけであった。ダムは計画発表より10年の歳月を掛け1975年(昭和50年)に完成した。
目的は石狩川本川の洪水調節、流域の慣行水利権者が保有する農業用水取水量を維持する不特定利水、旭川市など流域新規開墾農地に対するかんがい用水供給、旭川市への上水道供給、そして長年ダム計画に携わった北海道電力による水力発電である。多目的ダムとしては用途が比較的広範囲に亘る。
治水については、ダム地点において「石狩川水系工事実施基本計画」で定められた計画高水流量・毎秒1,000トンのうち毎秒900トンをダム湖で貯水しカットさせ、下流には毎秒100トンだけを放流する。これに堤防などの治水対策を組み合わせることで旭川市旭橋地点における計画高水流量・毎秒2,950トンを毎秒2,500トンに低減(毎秒450トンのカット)させる。
石狩川総合開発計画は1947年(昭和22年)の桂沢ダム(幾春別川)建設より始まり、その後芦別ダム(芦別川)・金山ダム(空知川)等主要な支流に多目的ダムが相次いで建設されるようになった。だがその後も洪水による被害は続き、1954年(昭和29年)の台風15号では上川盆地に流倒木による甚大な被害をもたらしていた。
この頃、石狩川では北海道電力(北電)によって層雲峡を中心に水力発電開発が進められており、その中で、1960年代初頭には大規模な水力発電所の建設が計画されていた。戦後急激な発展を始めた北海道の電力事情は芳しいものではなく、安定した電力供給は北海道経済発展の要であった。このため北電は雨竜発電所に続く大規模ダム式発電所として上川町に「(旧)大雪ダム」を計画する。型式は当時施工が盛んに行われ出した中空重力式コンクリートダムとして計画され当初は堤高110.0m、有効貯水容量は124,000,000トンと当初から全国屈指の発電用ダムであった。だが、課題である治水の他篠津地域泥炭地開発事業など盛んに推進されていた農地開墾の水源としても石狩川は重要であり、両者を管轄する北海道開発局は治水とかんがい目的での事業参画に乗り出した。
北海道開発局の事業参画で「(旧)大雪ダム」計画は再検討され、結果1964年(昭和39年)には堤高118.2m、有効貯水容量141,000,000トン(現ダムの約2.5倍の容量)という北海道最大級のダム計画になった。