大沼（オオヌマ）は、勇払平野の東部、厚真（アツマ）町の南部に位置し、海岸から5 kmほど内陸に入ったところにある。入鹿別川の支流である長沼川の最上流部にあり、東側には長沼が隣接している。

大沼は、湖面標高9 m、湖面積0.10 km²、最大水深4.0 mの浅く小さな淡水湖である。1984年の湖内3地点での調査では、沼の中央部（St-2）がやや深くなっている ^[1]。

大沼は三角州性低地の縁にあり、沼の南側を除き、標高20 m程度のローム台地に囲まれている ^[2]。流入河川は特に見られない。流出河川は南方に1か所あり、長沼の流出河川である長沼川に合流している。

集水域面積は湖面積の5倍弱と比較的小さい。その土地利用は、森林が全体のおよそ5割を占めており、コナラ‐ミズナラ群落の落葉広葉樹二次林や、ハンノキ群落の沼沢林が見られる ^[3]。また、集水域の一部には牧草地などの農用地も見られる ^[3]。

これまでに行われた水質調査のうち、沼中央部のSt-2の結果を表に示す。透明度は、1970年代に2.5 mを記録したが、80年代以降は1 m前後の値で、2023年6月には0.8 mであった。COD濃度は8～9 mg/L程度と比較的高く、湖水は淡褐色を呈していることから、腐植物質の影響を受けていると思われる。

2023年6月のTNとTP濃度はそれぞれ1.36 mg/Lと0.030 mg/Lであり、TNは過栄養レベル、TPは富栄養と中栄養レベルの境にあった。調査回数が少ないため経年変化の傾向は不明であるが、1980・90年代に比べてTN濃度が高くなっており、富栄養化が懸念される。2023年6月のChl-a濃度は8.9 μg/Lと、過去の測定値の範囲内であった。

2023年6月の水質鉛直プロファイルでは、深度1 m程度で水温に若干の低下が見られ、弱い温度成層が見られた。夏にかけて成層が強まっていくものと思われる。溶存酸素は、表層でも飽和度80％に満たず、比較的低かった。溶存酸素は深くなるにつれて低下し、底部では60％程度であった。

大沼の湖畔にはキャンプ場が整備されている ^[4]。