拦河坝为粘土心墙砾石坝，最大坝高130米，坝顶长度433米，顶宽11米，坝顶高程600米，上、下游坝坡分别为1:2.2和1;1.8，其中下游坝坡布置有上坝道路。防渗粘土心墙顶高程598.00米，顶宽7.0米，最大底宽83米，上、下游边坡均为1:0.3，心墙与上、下游坝壳间设有水平宽分别为3.0米和5.0米的反滤过渡层。坝体填筑总量775万立方米。

泄洪洞位于左岸，采用塔式深孔进水口，进口底板高程545.0米，工作弧门孔口尺寸为10米×10米，洞身段为“龙抬头”式明流洞，断面为10米×13米圆拱直墙式，出口底板高程为493.185米，桃流鼻坎为非对称扩散型，建筑物全长643.39米。泄洪洞设计洪水位下泄流量2421立方米/秒，校核洪水位下泄流量2450立方米/秒。

溢洪洞布置在右岸，进口堰顶高程578.0米，堰宽12米，堰后为跌落段、下接平流段，洞身为圆拱直墙式明流洞，断面尺寸为12米×14米~10米×11米，出口为舌型扩散挑流鼻坎，建筑物总长471.242米。溢洪洞设计水位下泄洪量537立方米/秒，校核水位时下泄流量为2000立方米/秒。

引水洞位于左岸，进口放水塔总高85.7米，根据城市引水对水质的要求，设上、中、下三个分层取水口，高程分别为571.0米，554．0米和514.3米。洞身为直径3.5米的压力圆洞。出口弧门孔口尺寸2米×2米，弧门前布置有电站引水岔管，弧门后为洞内消力池，消力池末端与电站尾水相接，分别为城市和农灌供水，建筑全长764.17米。引水洞设计引水流量30.3立方米/秒，加大引水流量34.1立方米/秒。

坝后电站装置三台HLAl53-LJ-120型水轮机及单机容量4000千瓦的发电机一台、8000千瓦发电机两台，总装机容量20000千瓦。电站年平均发电量7308万千瓦·小时。

古河道防渗位于金盆古河道左岸，采用帷幕灌浆防渗。帷幕东与水库大坝左岸岸幕相接，在600米高程沿金盆东岭西侧及北岭南侧布置，西止周城公路，幕线全长1384米，总灌浆进尺4.9万米。此外，在金盆北岭垭口处修建一座高13m的均质粘土副坝，与灌浆帷幕构成金盆古河道防渗系统。

城市输水工程

城市输水工程按水源划分为黑河城市引水渠道工程、石头河水库补充水源渠道工程、石砭峪水库备用水源渠道工程三部分。

1、黑河城市引水渠道工程

黑河水库向城市供水由电站尾水渠送入蔺家湾汇流池，与石头河来水汇合。黑河城市引水渠道自蔺家湾汇流池起，自西向东经过周至、户县、长安至西安市南郊曲江池净水厂，全长86千米。渠首汇流池引水高程510.2米，末端出口高程460.5米，渠道比降1/2500，为重力自流输水。渠线沿秦岭北麓坡脚和山前洪积扇而行，沿途横跨嵌峪、田峪、涝峪、沣峪等河流，沟道70余条，穿越神禾、少陵等黄土塬，主要建筑物60余座，共计长约26．86千米，其中隧洞12座，长14千米；倒虹24座，长11.85千米；渡槽17座，长1.01千米；暗渠59.1千米，包括其它各类建筑物共264座。由于在工程建设过程中增加了石头河供水水源，调整了黑河水库规模，使得整个输水暗渠各段断面和输水能力不同。

从枢纽蔺家湾汇流池至见子河倒虹出口段长70.035千米，暗渠断面宽3.1米，高3.8米，设计流量14~15立方米/秒。

从见子河倒虹出口至曲江池水厂段长16.18千米，在供水规模调整前已施工，渠道断面均为原设计尺寸。其中见子河倒虹出口至甫店汇流池段长1.88千米，断面为宽2.8米，高3.4米，设计流量10.3立方米/秒；甫店汇流池至曲江池水厂段长14.3千米，为双线暗渠，暗渠断面尺寸为宽2.5米、高2.7米，设计流量为2× 5.8立方米/秒。石砭峪水库备用水源渠道在甫店汇流池与黑河引水渠汇合。

由于输水暗渠在见子河倒虹出口以下过流能力不够，故在倒虹出口设分流池，修建15.2km输水支线至30万吨净水厂，其中Φ2.0米压力管8.2千米，隧洞7.0千米，设计流量4.0立方米/秒。

2、石头河水库补充水源渠道工程

石头河水位于西安市以西约143千米的眉县境内，距黑河峪口约60千米。按石头河水库每年向西安市供水9500万立方米，并留有多供余地的原则，依据黑河水库调节计算城市供水流量，确定石头河补充水源渠道工程设计最大引水流量为6.0立方米/秒（当黑河水库供水流量最小时），平均流量2.4—3.6立方米/秒。

石头河水库灌区东干渠已建成使用，从总干分水闸起至曹南沟东岸全长29.74千米，渠道自西向东设计过水能力分为四级，其中：渠首至霸王河段长10.13千米，过水能力11.5~13.5千米/秒；霸王河至远门河段长6.87千米，过水能力8~10米/秒；远门河至汤峪河渡槽出口段长7.46千米，过水能力为4.7—6.0千米/秒；汤峪渡槽出口至渠末段长5.3千米，过水能力2.2~3．0立方米/秒。渠首至汤峪渡槽出口全长24.46千米，过水能力满足城市供水要求。汤峪渡槽至曹沟段渠道过水能力偏小，需扩大改建。

石头河补充水源渠道工程从汤峪渡槽出口至黑河峪口蔺家湾汇流池与黑河供水水源衔接，全长32.79千米，其中改建5.3千米，新建27.49千米。沿线主要建筑物87座，其中隧洞16座，长23.83千米；倒虹12座，长3.2千米；渡槽3座，长0.1千米；箱涵长5.38千米，断面尺寸为宽1.8米、高2.0米。渠道设计最大引水流量6.0立方米/秒。

3、石砭峪水库备用水源渠道工程

石砭峪水库位于西安市以南约30千米的长安县境内，距黑河引水渠道甫店汇流池8.4千米。石砭峪水库作为黑河引水工程的备用水源，每年向西安市供水3000万立方米，并要求在事故期间按40万吨/天供水。石砭峪水库备用水源渠道工程是在石砭峪灌区西干渠桩号3+630处设分水闸，闸后新建输水暗渠3.65千米，渠末接黑河引水渠道甫店汇流池，设计流量5.0立方米/秒。此外，改建石砭峪总干和西干渠4.75千米。

净水厂工程

黑河引水工程设净水厂两座，总生产规模为日生产能力110万吨。

1、曲江池80万吨净水厂

曲江池水厂位于西安市南郊曲江池畔，占地面积450米× 300米，总建筑面积1.6万平方米，设计生产能力为80万吨/天。一期按60万吨/天建设，采用沉淀、过滤工艺，分四个独立的净水系统，斜管沉淀池与过滤池面积各为2657平方米，清水池体积8万立方米；金盆水库建成后即改建水厂，将沉淀池改为过滤池，采用微絮凝接触过滤工艺。水厂主要净水建筑物、辅助生产机泵及生产管理，均采用集中管理，分散控制的自控系统操作。

2、30万吨水厂

由于纳入了石头河水源，在曲江池水厂西南侧，新续建30万吨/天水厂一座，占地139亩，与来自见子河输水管相接，进厂水面高程462.9米。工艺流程为沉淀、过滤，采用隔板反应、乎流沉淀和“V”型滤池。

城市配水管网工程

净水厂比市中心高45m，故黑河引水工程城市管网基本采用重力供水。由水厂向市区埋设三条直径2000的毫米干管，加上支管，Φ400~Φ2000毫米管道总长121.4千米。对城区和南郊、西郊东部和东郊西部地区进行重力自流供水。另外在东斜五路设管网加压站一座，加压能力12万吨/天，扬程2.3米，对东郊韩森寨工业区加压供水。

农田灌溉工程

利用原黑惠渠灌溉渠系，改建黑惠渠渠道，扩建、新建渠道，提高渠道能力。农灌设计引水流量18.9立方米/秒，加大引水流量22.7立方米/秒，其中东干渠控制灌溉面积23.14万亩，设计流量10.85立方米/秒，新建渠道20千米，延伸至户县；西干控制灌溉面积9.86万亩，设计引水流量7.6立方米/秒；此外，新建西高干引水渠控制灌溉面积4.0万亩，设计引水流量2.0立方米/秒。黑河引水工程农灌总面积37万亩。