井式溢洪道一般适用于中高水头的水利枢纽。

国外研究竖井式溢洪道较早，20世纪50年代，井式溢洪道已在美国、西欧得到广泛应用，但多数水头低，泄流量小，一般为跌流式井式溢洪道。随着设计水头的提高，跌流式井式溢洪道竖井水流发生井壁与水流分离和流态不稳定现象，诱发泄水洞的空蚀和振动。为解决这一现象，一方面在环形溢流堰与竖井之间设置一段渐变段，如美国奥河西水利枢纽（水头94.2米），采用锥形渐变段解决竖井内水流分离的现象；另一方面在70年代，开始采用掺气减蚀措施以解决转弯段末端的空化空蚀问题，如苏联查尔瓦克水电站竖井式溢洪道（水头150米，泄流量1200米³/秒）、普斯科姆水电站竖井式溢洪道（水头180米，泄流量830米³/秒）。旋流式井式溢洪道的研究始于50～60年代，主要在苏联、法国和意大利广泛应用，一般蜗室水头低、泄流量小，基本为亚临界流（弗劳德数小于1），如di Nami水利枢纽（蜗室水头7.6米，泄流量180米³/秒，弗劳德数0.38）。随着对旋流式井式溢洪道水流特性研究的深入，80年代高水头旋流式井式溢洪道已在工程中应用，如印度切里水利工程竖井溢洪道（水头207米）。中国竖井式溢洪道研究较晚，始于80年代，在小湾、沙牌、公伯峡以及溪洛渡水电站进行了研究，并在沙牌电站和公伯峡电站（泄洪水头105米，最大泄流量1060米³/秒）中得到应用。

根据竖井内水流的流态，井式溢洪道可分为跌流式井式溢洪道和旋流式井式溢洪道。根据旋流发生的位置，旋流式井式溢洪道可分为竖井旋流井式溢洪道和水平旋流井式溢洪道。

通常设置有井口导流防涡设施、环形溢流堰、渐变段（过渡段）、竖井（斜井）段、弯管段（或消力井）、泄水隧洞段、出口消能段，有时水流无法直接进入下游河道，还需设置泄水渠。跌流式井式溢洪道进口溢流堰常用实用堰和宽顶堰，可有闸门控制，大多数为无闸控制；溢流堰的形状多为喇叭口形式，有时受地形限制，也采用半喇叭口的形式；溢流堰堰高一般一致，有时为了减少对环境的破坏，同时充分利用临时建筑物，降低工程造价，根据水位和流量的要求而采用高低堰（扎毛水库竖井溢洪道）。由于水流分离和空化空蚀的问题，竖井与弯管段需要优化设计渐变段体型和掺气减蚀措施。泄水隧洞段尽量呈无压流工况，充水度不超过隧洞断面的75%，如果采用有压流，需经分析论证。出口消能段根据实际情况而定，常采用挑流或底流消能措施。

由进水口、引水道、蜗室、竖井（很多工程包括消力井）段、泄水隧洞段和出口段组成。进水口可分开敞式进水口（公伯峡右岸泄洪洞）、短有压进水口（沙牌电站1号泄洪洞）和长有压进水口，一般都有闸门控制。引水道用于连接进水口与蜗室的过渡段，根据地质条件，引水道可为有压或无压。引水道与蜗室一般切线连接。蜗室是使水流起旋、加速旋转流向竖井的转换装置，蜗室产生的旋转水流紧贴竖井壁做旋流运动。

由进水口、竖井、起旋室、旋流洞、水垫池、泄水洞和出口段组成。起旋室、旋流洞和水垫池是设计的关键，有利于减轻高速水流引起的空化空蚀、提高消能率和减轻出口集中消能的雾化问题，适用于狭窄河谷的水利工程。

当河谷狭窄、岸坡陡峻、有布置喇叭口溢流堰的适宜地形时，采用井式溢洪道可避免大量开挖土石方，有利于降低工程造价。井式溢洪道能够充分地利用已有临时建筑物（导流隧洞），而且布置灵活、适应性强，但是相较于其他溢洪道，竖井式溢洪道结构、水流条件复杂，防空化空蚀、振动及消能问题突出，其体型布置需要经过水工模型试验专门论证确定。

井式溢洪道剖面图