天沙河位于江门市区西北部，属西江下游珠江三角洲的中小河流，发源于鹤山市皂幕山脉观音帐山峰的北侧，流域集雨面积为290.59平方公里，干流全长48.5公里。天沙河流域范围涉及鹤山市雅瑶镇、江门城区及棠下、杜阮、环市等镇街。天沙河流域地形复杂，先后汇集天乡、沙海、泥海、桐井和丹灶等水系，在五邑大学玉带桥处分两支，一支经耙冲水闸、东炮台入江门河（称上出水口），另一支经里村汇杜阮水后从江咀水闸入江门河水道（称下出水口）。
天沙河发源地至天乡汇流点为上游，天乡汇流点至桐井为中游，桐井以下为下游。
天沙河的整治实际上从1912年就已开始，是由当时在北京政府所设立的督办广东治河事宜处谭学衡督办（棠下天乡里村人，曾任清海军部副大臣）主持的。
据了解，在当时的整治中，谭学衡利用杜阮河在白沙公园侧的出水口比原天沙河东炮台处的出水口水位低的有利排水条件，开挖由旧社至白沙段新河，以改善棠下、江门一带的农田排水。至此，天沙河就包括棠下、杜阮水系，并在里村到凤溪处相贯通，暴雨洪水可通过东炮台和白沙两个出水口注入江门河。
天沙河的第二次整治在1915年。当时，广东的东、西、北三江洪水同时暴涨，出现历史罕见的特大洪水，沿天沙河两岸的堤围均告崩溃，出现严重水灾。大水过后，谭学衡回到新会处理善后，决定在天沙河上出水口的耙冲处兴建水闸，并于1917年请治河处的瑞典籍工程师柯维廉帮助设计施工，建成三孔共净宽14.9米石砌的耙冲水闸，使西江洪水高涨时不能从江门河倒灌入天沙河，以降低内河水位，减轻天沙河两岸堤围抗御西江洪水的压力。
从1915年至1978年，天沙河又经历了5次比较大的整治工程，期间包括1952年将原来白沙公园侧的出水口堵塞，改挖长1.8公里的新河，由江咀村处流入江门河；1978年5月，历时3年的江新联围北街水船闸枢纽工程建成并投入运行。该闸控制西江洪水进入江门河，这就确保江门市区、新会会城不受洪水淹浸，也使得天沙河堤围更加安全。
