釜房湖には3本の川が流入しています。河川は水だけでなく栄養塩類を含んだ土砂も運び込みます。そこで釜房湖に流入するそれぞれの川の流入部近くに整備されている貯砂ダムで、堆積した土砂を定期的に除去することで湖への栄養塩類の流入を抑えるようにしています。水質の改善や保全には水草が有効であることは知られています。水中の窒素やリンを吸収して生育するからです。そこで湖畔には水草の繁茂しやすい環境も整えられています。
釜房湖は仙台市民の上水道の水源としての水を守るため、人工湖としては初めて昭和62年に湖沼法に基づき指定湖沼に指定されました。以来20年に渡り水質保全計画を定め、水質保全の対策に取り組んできました。その結果釜房湖流域からの排出負荷量は減少してきましたが、湖水の水質についてはなかなか改善が進んできませんでした。理由は山林、農地、市街地といった面源からの汚濁もあるからです。
これら面源からの汚濁を減らすのは容易なことではありません。例えば山林の場合、下草刈りや間伐などによる手入れが継続的に行なわれなければなりません。成長した木は伐採し、新たに木を植えることも必要です。老木よりも成長をしている若木の方が養分をたくさん吸収します。そこで萌芽更新（ほうがこうしん）を手助けするための伐採も行なわなければなりません。こうした作業は多くの人手を必要とし、行政や市民やNPOが協力し合って行っています。
市街地も側溝や宅地、道路の清掃・管理などは市民の協力が欠かせません。農地の場合も肥料や農薬の使用を適性量にすることが汚濁負荷の低減につながります。そのためには作付けする農作物の種類、時期といったことを考慮しなければなりません。