旧旱溪原为旱溪的下游河道，因旱溪于台中市东区东信里、东门里之间人工改道注入大里溪而形成，其流量及长度均已大幅减少。

旧旱溪本流的源头即位于上述旱溪改道处靠东信里侧的引水闸门，沿旱溪原有河道向西南流，沿途纳入绿川、柳川、枫树脚溪等支流后，于台中县乌日乡注入大里溪。

水系主流 (最长河道) 上游则为柳川，其源流为葫芦墩圳系统的北屯支线圳道，发源于台中县丰原市丰田里南端靠近潭子乡的“小鸳鸯汴”。北屯支线自小鸳鸯汴分流后，旋即向南流入潭子乡境，大致沿山线铁路东侧流经潭子街区，至头家厝分流出属于梅川上游之三分埔支线圳道后，续向南流入台中市境，于北屯区碧柳一巷桥下之“雷公汴”分流成两条圳道，其中向西南流之二分埔分线即为柳川。