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高仙山の北方、三木町大字鹿庭字三番付近に源を発して北流したのち、三木町大字平木字下所で西に流路を転じ、再び高松低地東部を春日川と並行して北流し、高松市屋島西町付近で瀬戸内海へ流れる。支流は三木町大字平木で古川、高松市東山崎町付近で吉田川、最下流部の河口付近で春日川などが合流する。指定延長18.693km、流域面積131.9km2、支流を含む指定総延長は約98km。
新川の西側に流れる支流の春日川はもとは1つの河川であり、東山崎町付近で現在の春日川へ合流していたと考えられている。古墳時代に新川は春日川から切り離され、その際川名を新しい川という意にちなんで新川と名付けた。また、中流の三木町大字平木付近の人工的な流路形状は、条里制施行時代の流路変更によるものと考えられている。ちなみにこれと同じく人工的に流路変更されたのが、三木町大字池戸と高松市亀田南町付近における吉田川である[1]。これらの河川は伏流して水量に乏しいが、大雨の時には洪水被害が頻発する。
かつて北部と河岸には一毛作の湿田も少なくなかったが、河川の砂を用いて客土を行い、肥沃な穀倉地帯となった。これらの川には井堰を設け灌漑水源に充てているが、不足する山大寺池、
典型的な香川県における河川の特徴として、平時は水量に乏しいものの、降雨時には急激に水かさが増す。そのため下流部周辺ではたびたび洪水に見舞われており、過去には1972年(昭和47年)9月の台風20号(浸水家屋1880戸、浸水面積約425ha)、1987年(昭和62年)10月の台風19号(浸水家屋4831戸、浸水面積約703.4ha)が周辺に特に大きな被害を与えている[3]。
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