水库建设是边勘测、边设计、边施工，三者同时进行。1958年7月开始大坝清基，1960年2月大坝建成，驻当地的人民解放军也派出数千名官兵和1个汽车队，支援水库建设。渠道工程在1959年11月开工，1960年6月建成。干渠长59.5公里，有洛阳、上田、菱女、美峰、涂崇5条支渠及6条灌溉千亩以上斗渠，并与菱溪水库相通。灌区1962年部分受益，1963年全面受益。设计灌溉面积24万亩，包括惠安、南安和泉州鲤城区。由于水库集雨面积小，来水不足，1970年山美水库建成后，对灌区作了调整，1980年核定灌溉面积为8.41万亩。枢纽工程由国家投资1815万元。大坝为粘土心墙坝，最大坝高52.5米，坝长350米，顶宽9米，防浪墙高1米，土石方94万立方米。附坝位于上游左侧郭坑村，为匀质土坝，坝高10.8米，坝长192米，顶宽5米。溢洪道为开敞式宽顶堰，平顶段宽50米，陡坡段宽30米，最大泄洪量1150秒立方米，挑流消能。输水道两条，一为无压砌石拱涵，断面为1.6×1.9米，另一为有压混凝土管内套钢管，每条长145.6米，最大放水流量均为10秒立方米，各设5吨手摇绞车启闭转动门盖。坝后电站装机容量3×400千瓦。灌区工程有总干渠及惠东、惠南干渠，长82.83公里，支渠11条长91.36公里。渠道绕山环行，穿山越壑，工程艰巨。主要建筑有南塘渡槽，长180米，5跨石砌拱形架空渡槽，每跨20米，墩高35米，其余为高填方石砌渡槽，设计进水量16秒立方米，计浆砌条石4800立方米，填土3.9万立方米，当时是全省最大的砌石渡槽，高填方坡面上砌有“红千女闹天桥”6个大字。埔兜倒虹吸管，跨河段168米，内径1.8米，最大水头的32.5米为钢管，岸坡段为钢筋混凝土管，长579.25米，设计进水量14秒立方米。岭头隧洞，全长1032米，为联接乌潭和菱溪灌区衔接工程，其中土质隧洞450米，采用条石拱形衬砌，断面为240×240厘米，是全省开挖、处理土质淤泥型洞较长、较早的一个。