泄水天平是指建在靈渠上的溢洪壩，它具有排泄洪水，保持靈渠正常水位的作用，故也稱天平。其構筑方法，基本與大小天平相同。靈渠建有泄水天平三處，其中南渠二處，北渠一處。

    第一處泄水天平建在距南渠進水口(南陡)一公里處的秦堤上。長42米，寬17.8米。上用大石連鎖，斜坡砌魚鱗石，建筑方法與大小天平相同。這道天平可保持南渠水深1．5米左右，多余的水，即自動由此泄回湘江。

    第二處泄水天平在第一處下游一公里處的馬石橋下。相傳馬石橋原來無橋，后因馬援至此，坐騎嘶叫，他即于此建橋一座，因而馬石橋又稱馬氏橋、馬嘶橋。馬石橋系架在雙女井溪上的一座橋。雙女井溪由南向北，縱貫興安縣城，注入湘江。在馬石橋邊，南渠與它縱橫相交。為了不使南渠之水全部由雙女井溪泄入湘江，靈渠的設計師就在馬石橋下設置了一道泄水天平。泄水口寬13米，其高度可以保持南渠水深1．5米左右。這道泄水天平，枯水期既可攔堵雙女井溪之水入渠，以補南渠水量之不足，洪水期又可將渠內多余的水泄至馬石橋下，注入湘江，實為一舉兩得。南渠上有了這兩處泄洪口，再大的洪水也可以萬無一失地泄回湘江，足以保障秦堤和南渠的安全。

    第三處泄水天平是建在北渠上的回龍堤。這道堤全長25米，寬約4米，高度可保持水深l.5米。此堤全用條石連鎖，但無魚鱗石，這是與大小天平不同之處。它可將進入北渠洪水泄至湘江，減輕洪水對北渠的威脅。