壩址以上流域面積638km2，河長54.5km，平均比降3.73‰。沙壩河水庫處于黔中山原西部，地勢西北高，東南低。
屬低中山丘陵地貌類型。境內(nèi)碳酸鹽類巖石廣布，巖溶發(fā)育，巖溶地貌如溶丘、洼地、峰叢、溶斗、伏流等分布普遍。
設(shè)計流域多為碳酸鹽，占60～80%，其次為碎屑巖，巖溶發(fā)育，導(dǎo)致流域分水嶺不閉合。
流域植被屬石灰?guī)r山原常綠櫟林、常綠落葉混交林及馬尾松林，主要植物有闊葉林、次生藤刺灌叢和禾本草等。本區(qū)植被較差，森林覆蓋率不足10%，水土流失嚴(yán)重。
