建設規模
1958年9月,桐城縣水電局和省水電廳工程第五支隊組織施工,1965年4月竣工,總投資1200萬元。壩址以上控制面積125平方公里,總庫容8180萬立方米,興利庫容4530萬立方米。設計灌溉面積18.8萬畝,實際最大灌溉面積19.4萬畝。受益地區包括范崗、青草、金神、雙港、石河5區17個鄉。水庫灌溉工程有總乾渠1條長1.7公里,東西乾渠2條總長67公里,支渠38條總長184公里,斗農渠1293條總長1056公里,各類水利工程建築213處,形成較完整的自流灌溉網路。1973年,因綜合效益顯著,被評為水利戰線先進單位,派代表赴京出席全國水利工作會議。該庫大壩系粘土心牆砂殼壩,壩頂長230米,寬4米,頂高程100米,淨高41.5米。正常溢洪道為斜井單孔明流隧洞,高9.8米、進口寬12米,底高程83.5米,有扇弧形閘門控制,由2×15噸手搖、電動兩用卷揚機啟閉,最大泄洪量為1000立方米/秒。非常溢洪道為開敞式,底高程92.5米,淨寬40米,最大泄洪量為745立方米/秒。灌溉底孔位於大壩右端,為豎井式,有大弧形閘門控制,由10噸螺桿啟閉機啟閉,最大放水流量為37立方米/秒。大壩興建時,中段心牆基礎清基不到底,1985至1986年由省水利工程安裝隊採用鉻木素化學灌漿處理。1970年在總乾渠末端建小水電站一座,裝機50.5千瓦,1986年動工興建壩後式水電站,新開高2米、寬2.5米、長243米的引水隧洞一條,裝機2×320千瓦,1987年4月建成發電。水庫水源
水庫蓄水區有汪河、黃鋪兩公社的汪河、東福、棟樹、紙棚4個大隊24個生產隊4498人遷移,1962至1967年安置結束,主要遷居於掛鎮、老梅、龍河、包圩、范崗等公社。掛車河,是嬉子湖最大的一條入湖河流,源自桐城縣范羅山,從北西流向東南,自牯牛背水庫經黃甲、掛鎮、許家渡,至許家嘴入嬉子湖,全長26公里,由於上游水土流失嚴重,中下遊河道逐漸淤高;同時牯牛背水庫經童鋪——新安——雙鋪引水渠道得以灌溉農田,因此掛車河每遇旱季已成為乾涸河道,沙灘外露。