萬家寨水電站壩址河谷呈U形，谷深壁陡，岸坡高100米以上，谷寬約430米，常水位水面寬200米。河床覆蓋層厚0～2米，主河床水面下基巖裸露。壩址兩岸為寒武系灰巖、白云巖、泥灰巖及頁巖，巖性致密堅硬，無較大斷層，巖溶發育，但規模不大，互不連通。地震基本烈度6度。

壩址控制流域面積39.5萬平方公里，多年平均流量790立方米/秒，多年平均徑流量249億立方米，多年平均輸沙量1.49億噸，平均含沙量7.76千克/立方米。千年一遇設計洪水流量16500立方米/秒，萬年一遇校核洪水流量21200立方米/秒。正常蓄水位977米，**蓄水位980米，有效庫容4.45億立方米。

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