枢纽工程包括大坝、溢洪道、导流兼放空隧洞、副坝、小湄连通隧洞、南北干渠引水隧洞及渠首水电站等建筑物组成。大坝为粘土斜墙砂石混合坝,坝高44.5米,坝顶长 211米,顶宽8米,坝顶高程96米;溢洪道位于大坝左侧天然垭口处,为矩形断面宽顶堰, 堰顶高程83.2米,安装3扇10×9米钢质弧形闸门,百年一遇洪水泄流量1520秒立米;导流放空隧洞位于大坝右岸花岗岩山体内,施工期导流,水库建成后留作底孔,可放空水库底水,隧洞全长376.3米,洞径2.8-3.6米;全长2256米的小湄隧洞是铁山水库和小饶港水库( 已建中型水库)之间的连通洞,其作用是灌溉期间铁山水库的水经小湄隧洞送至小饶港水库,再经南干取水洞到南干渠,灌溉56.7万亩农田。非灌溉期小饶港水库余水倒流小湄隧洞补充到铁山水库;南干渠首引水隧洞从小饶港水库溢洪道右侧穿山到大饶港,全长174 米,隧洞末端接长5米、宽14米、高4.4米的压力水箱,用2×25吨启闭机启吊钢质弧门, 控制引水流量,后分二支,左支经闸室通向灌溉渠道,右支用引水管通发电厂房;北干渠首引水隧洞从库内直接取水穿越大坝右岸山体,全长220米,经岔管分二支,左支直通灌溉渠道,右支经钢筋混凝土引水管通发电厂房。
水库以灌溉为主,兼有防洪、拦砂、发电、供水、养殖、库内航运及开辟旅游等综合效益。
枢纽工程于1978年第二次动工兴建,后停止缓建,1981年8月正式复工,1982年4月11日水库关闸蓄水,4月底大坝填筑到96米设计坝顶高程。坝体内埋设有完备的原型观测仪器设备,在施工期即开始了系统的观测,其数据进行了整编刊印。灌区包括岳阳、汨罗、临湘三县,总灌溉面积95.37万亩,到目前南干全部配套,北干部分受益。
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