工程蓄水池為四面圍壩形成的水池，需采取全庫盆防滲措施。其中，清水池水源為引大入秦工程水源，水資源較緊缺，為減少滲漏損失，設計采用較高標準的防滲措施，而雨洪水池水源為雨洪水，為降低工程投資，防滲標準相對清水池可適當降低。蓄水池防滲設計選擇土工膜防滲和鈉基膨潤土防水毯防滲。其中，鈉基膨潤土防水毯滲透系數在10-10cm/ｓ數量級左右，可滿足雨洪水池防滲需求，同時由于雨洪水池面積較大，為節省工程投資，本工程雨洪水池選定采用鈉基膨潤土防水毯防滲。
清水池考慮到其水源由引大工程提供，需付費購買，為減少滲漏損失，防滲標準宜適當提高，由于土工膜防滲層施工簡便，防滲效果易于保證，同時在已建類似注入式水庫或水池工程中已有應用，故本工程清水池選定采用土工膜防滲結構。
清水池池底自建基面以上設15cm厚的細礫墊層，其上鋪設兩布一膜復合土工膜（SN２/PE-16-300-0.5），土工膜上層設３0cm厚的素土墊層和３0cm厚的砂礫石層，圍壩上游面防滲結構自下而上分別為８0cm厚的砂礫石層、15cm厚的細礫墊層、兩布一膜復合土工膜（SN２/PE-16-300-0.5）、３0cm厚的素土墊層和植生袋護坡（植生袋裝土前規格為60cm×40cm，裝土后為５0cm×３0cm×10cm）。雨洪水池防滲結構除將清水池防滲結構中的復合土工膜調整為鈉基膨潤土防水毯（4000ｇ/ｍ２）外，其余相同。
蓄水池圍壩為土石壩，除防滲層、壩頂等部位外，圍壩主體均采用基礎開挖土料填筑。圍壩壩頂考慮交通、施工、運行等方面要求，根據《碾壓式土石壩設計規范》，確定壩頂寬度為６ｍ，壩頂路面采用現澆混凝土路面。上游壩坡考慮生態景觀功能，坡度較緩，坡比為1:4，采用植生袋生態護坡，袋內混合水生陸生兩類草種；大壩下游壩坡坡比為1:1.8，下游壩坡上用開挖棄渣回填至與原地面緩坡相連，表面采用生態植草護坡。