庫區域干旱缺水,年平均降水量不足50ｍｍ。工程區5～12ｋｍ范圍內主要為上更新統沖、洪積(Ｑｐａｌ3)砂礫卵石層,無滿足要求的防滲土料。砂礫卵石層厚度大于40ｍ,表層0.7～1.5ｍ結構松散,磨圓差,含鹽量大。主壩段為一“Ｕ”型沖溝,岸坡較緩,兩岸對稱,溝底有3～6ｍ厚的含礫中砂層,含鹽,密實度小,浸水后易液化,其余均由Ｑ3砂礫石構成,密實,穩定透水,表層1ｍ厚左右含鹽較多。庫區周邊岸坡較緩,無不良地質構造,穩定性較好,中部低凹處約1.7×105ｍ2庫盤有厚2ｍ左右的沖洪積粉質壤土,滲透系數為Ｋ=2.17×10—5ｃｍ/ｓ,但分布不太均勻,部分地方存在集中下滲通道。除低凹處這部分地層外,其余均由含礫粗砂和砂礫石構成,滲透系數為Ｋ=5.41×10—3～1.16×10—2ｃｍ/ｓ。庫區下部也有半膠結的砂卵石層,但膠結性差且不連續,總之,庫區和壩基滲漏是本水庫的主要問題。

基于上述地質、地形及建筑材料條件,勝利水庫壩體采用砂礫石壩壩型,防滲體采用土工膜斜墻防滲,土工膜在上游壩腳前形成水平鋪蓋,并與全庫盤土工膜防滲體相聯。擋水壩最大壩高為14ｍ,壩頂寬度為5ｍ,上游邊坡取1∶3.0,下游邊坡取1∶2.0。主壩壩基清除了3～6ｍ厚的含礫中砂,副壩壩基清除了1ｍ厚的含鹽表層,回填了質地優良的砂礫石料。壩體防滲采用聚乙烯復合土工膜,膜厚0.5ｍｍ,膜的兩面粘接有50ｇ/ｍ2的土工織物。壩體上游坡防滲結構自上而下分別為25ｃｍ厚的干砌卵石護坡層(干砌石層由菱形漿砌石網格加固,并用細礫石灌縫)、30ｃｍ厚的砂礫石過渡層、20ｃｍ厚的中細砂層、復合土工膜層和20ｃｍ厚的中細砂層。