Este dique se encuentra a 42 Km de la Villa de el Nihuil, se halla emplazado a continuación de la Central Nihuil III y su objetivo es compensar los caudales de descargar de las centrales que integran el Sistema para mantener con eficacia, sin afectar el funcionamiento normal de aquellas, el servicio de riego de unas 80.000 Has. poseyendo el embalse una superficie de 508 Ha.
Es una presa de hormigón aligerado del tipo Noftali Alcorta de forma doble T de hormigón aligerado simple empleándose 895.000 m3, sin contar las realizadas en roca mediante explosivos que llegaron a 325.000 m3; siendo construido por la empresa Sollazzo Hnos. entre los años 1.958 y 1.965.
Dique Valle Grande: Es un cierre de estructura aligerada, tipo Noetzli-Alcorta, de hormigón, tiene una longitud de 300 m y su cota de coronamiento es de 815,65 m.s.n.m., ubicado en las coordenadas 68º29’49" long. oeste y 34º48’54" latitud sur. Posee una altura máxima de 115 m desde su fundación. Posee una capacidad de descarga de 600 m3/s. Para su construcción se emplearon 700.000 m3 de hormigón y fue inaugurada en 1964. Posee sistema de descarga para riego, compuesto por descargadores de fondo, tres válvulas Howell-Bunger. Con la construcción de la Central Hidroeléctrica Nihuil IV, se modificó la disposición de las válvulas. La conducción se utiliza para alimentar una turbina de 25 MW de potencia, previendo para su generación utilizar los caudales de riego fijados por el Departamento General de Irrigación. En caso de no generar, el sistema de riego será atendido por las válvulas anteriormente citadas, ubicadas conforme al nuevo proyecto. El embalse, tiene una capacidad de 164 hm3, con un volumen útil de 162,20 hm3. Presenta sedimentación de material fino.