牛牛坝水电站位于四川省凉山彝族自治州美姑县境内，是美姑河水电规划“一库五级”方案的第1级水电站。工程区距西昌市152km，距美姑县城24km，距美姑河汇入金沙江的汇入口72km。工程开发任务为发电，利用落差190m（1740m～1550m），设计发电引用流量59.3立方米/秒，总装机容量80MW，保证出力22.1MW，年发电量2.59亿kW·h（单独运行/联合运行）。

闸/坝址控制流域面积1102平方公里，多年平均流量21.4立方米/秒，实测最大流量1410立方米/秒，多年平均径流量6.75亿立方米；多年平均含沙量1.86kg/立方米，实测最大含沙量330kg/立方米，多年平均悬移质输沙量125万t，多年平均推移质输沙量4.1万t。

水库正常蓄水位1740m，死水位1685m，总库容2.522亿立方米，其中调节库容2.011亿立方米，具有年调节性能。闸/坝址设计洪水标准为50年一遇（p=2%），相应流量1420立方米/秒，校核洪水标准为200年一遇（p=0.5%），相应流量1840立方米/秒；厂房防洪设计洪水标准为50年一遇（p=2%），相应流量1440立方米/秒，校核洪水标准为200年一遇（p=0.5%），相应流量1860立方米/秒。

牛牛坝水电站是美姑河流域梯级“一库五级”开发方案的龙头水库，牛牛坝水电站库区泥石流发育，处于纪尔洛背斜的北东翼和托木向斜的两翼。坝区位于美姑县新桥乡下游约2km范围内，处于纪尔洛背斜核部，构造较为复杂。引水隧洞右岸地形完整性好，为凸岸。右岸过沟段上覆岩体厚度较大，地质条件简单，过沟问题不突出。厂址位于牛牛坝区政府上游约1km美姑河岸边，厂址区河段近EW向，经右岸下地面厂房急转至SN向流出厂区并与下游美姑河右岸支流年渣老河汇合，厂址区为较宽缓的“U”型河谷。

本工程枢纽为典型的混合式布置型式，由面板堆石坝—右岸泄洪洞、溢洪道—右岸引水线路—右岸上地面厂房等组成。

面板堆石坝枢纽布置方案为：右岸岸边开敞式溢洪道，右岸发电引水系统，右岸泄洪洞兼防空冲砂洞，泄洪放空采用一坡到底的有压隧洞形式。初拟坝顶高程为1746.70m，防浪墙顶高程1747.70m。顶宽12.0m，底宽473m。上游坝坡1：40，下坝坡为1：50，下游边坡在1700.00m和1655.00m高程处各设宽5m的马道。整个溢洪道由进水引渠段、控制闸室段、无压洞段、开敞段和出口挑流坎组成。进口溢流堰设1孔12.0m×12.0m（宽×高），堰顶高程为1728.00m，控制段设检修平板门和弧形工作门各一道。断面为城门洞形，断面尺寸为12.0m×15.0m（宽×高）。溢洪道出口采用挑流消能方式，挑坎顶高程为1630.00m，反弧段半径45.0m，挑射角16.5°。泄洪洞为深式进水口无压洞型式，泄洪洞进口为岸塔式，进水塔体尺寸为22m×17m×73m（长×宽×高）。泄洪洞洞身断面型式为方圆形，断面尺寸7.0m×9.0m(宽×高)，泄洪洞总长约365m。

引水系统由电站进水口、引水隧洞、调压井、压力管道等组成。电站进水口初拟竖井式，竖井顶部高程1745.00m，闸门竖井尺寸10m×8.5m×70.75m（长×宽×高）。闸井竖井内设平板事故检修门、工作们各一道，闸底板高程1674.25m，闸孔尺寸均为4.5m×5.2m（宽×高），工作闸门后设通气孔。引水隧洞采用有压引水方式，总长3190m。调压井初拟采用开敞阻抗式。井筒断面为圆形，内径9.50m，底板高程1665.00m，顶部高程1768.00m，总高103m，底部阻抗孔直径3.8m。调压室出现最高涌浪水位为1765.798m；调压室最低涌浪水位1669.125m。压力管道初拟采用地下埋藏式，主管内径3.8m，长399.475m。即主管开挖洞径5.0m，支洞开挖洞径3.2m。

厂区枢纽由地面厂房、副厂房及开关站和尾水系统等组成。主机间及安装间长47.5m，宽19.0m。安装高程1546.48m,建基面高程1538.52m,最大高度36m。副厂房及开关站结构形式为框架，地下二层为第一副厂房，地面靠主机间一侧为开关站，靠安装间一侧为第二副厂房地下第一副厂房，共二层，长47.5m，宽16.2m，总高10.72m。底板高程：1548.78m。地上第二副厂房，共三层，与主厂房的安装间平行布置，长17.5m，宽16.2m，高15.02m。本电站开关站为开敞式，长30.0m，宽16.2m。地面只设一层，为主变压器层，楼板高程1559.50m，层高15.02m。尾水系统由尾水平台、尾水渠组成。尾水平台宽5.0 m，平台高程1559.50 m，布置有二孔闸门。尾水渠长约35.0 m，宽约19.0m，尾水管出口后接坡度1：3的反坡段。

厂房安装2台立轴混流式水轮发电机组，单机容量为40MW。发电机和变压器采用扩大单元接线，220kV侧采用变压器线路组接线，电站采用一回线路接至220kV美姑河开关站，再经开关站至500kV普提变电站，接入四川电网。

水轮机转轮直径2100mm，最大/额定/最小水头188.4/155/124.2m，额定出力40MW，额定转速428.6r/min，吸出高度-7m。

发电机为立轴悬式，额定容量47.06MVA，额定功率因数0.85，额定电压10.5kV，GD为≥595t·m。

主变压器为三相双绕组风冷升压式，额定容量100 MVA，能满足运输要求。

高压开关（一般为GIS）选用敞开式电器设备，布置在副厂房屋顶。

通信及控制采用全计算机监控，不设常规手动控制手段。计算机监控系统功能要求、远动信息及主要技术指标满足电力行业标准《水电厂计算机监控系统基础技术条件》（DL/T578-95）的要求。

本工程挡水坝型为砼面板堆石坝，选择采用断流围堰、隧洞导流方式。引水隧洞开挖拟选用YT-25型气腿风钻钻孔，周边光面爆破开挖，LZL-120扒渣机配10t自卸车出渣。土石方明挖151.44万立方米，石方洞挖28.81万立方米，土石方堆筑484.50万立方米，混凝土和钢筋混凝土21.66万立方米，固结灌浆8.38万立方米，回填灌浆2.38万立方米；本工程施工总工期为47个月，其中准备工程占直线工期6个月，主体工程工期37个月，工程完建期4个月。