يحدد تصميم خندق الصرف، استنادًا إلى التخطيط الهندسي ومعايير نظام الصرف، العمق والتباعد بين خنادق الصرف الميدانية ويحلل ويحسب معدل التدفق ومستوى المياه وأبعاد المقطع العرضي- والكميات الهندسية لكل مستوى من خندق الصرف وهيكله.
بشكل عام، يتم تحديد عمق خندق الصرف مبدئيًا بناءً على عمق المياه الجوفية المطلوب H لظروف المحصول والبناء، يليه تباعد الخندق المقابل. ونظرًا للظروف الهيدروجيولوجية المعقدة في منطقة الصرف، يجب اختيار عمق وتباعد خنادق الصرف من خلال تحليل البيانات التجريبية والتجارب الناجحة من مناطق مماثلة. معدل تدفق تصميم خندق الصرف الصحي: تنقسم معدلات التدفق التصميمية إلى معدل تدفق تصريف الفيضانات ومعدل تدفق تصريف الفيضانات.
عند حساب معدل التدفق التصميمي، حدد أولاً معامل الصرف التصميمي لهاتين الحالتين (راجع معامل تصريف الفيضان ومعدل تدفق تصريف الفيضان t)، ثم اضربهما في منطقة مستجمع المياه المقابلة للمقطع العرضي لخندق الصرف - للحصول على معدل تدفق تصميم تصريف الفيضان ومعدل تدفق تصميم تصريف الفيضان. مستوى مياه خندق الصرف والقسم -العرضي: يجب أن تتمتع خنادق الصرف بقدرة كافية لنقل المياه ومستوى مياه تصميمي مناسب.
ينقسم مستوى المياه التصميمي لخنادق الصرف إلى نوعين: مستوى الصرف ومستوى مياه الفيضانات. مستوى الصرف هو مستوى المياه الذي يجب أن يحافظ عليه خندق الصرف في الظروف العادية، وذلك بشكل أساسي لتلبية متطلبات التحكم في المياه الجوفية. ولضمان عدم ارتفاع منسوب المياه في الخندق الزراعي بشكل مفرط، ينبغي خفض مستوى تصريف الخنادق الفرعية والروافد والخنادق الرئيسية تدريجياً. بالإضافة إلى المنحدر الطولي لتدفق المياه، يجب أيضًا أن يكون هناك اختلاف مناسب في مستوى الماء عند التقاء كل مستوى من مستويات الخندق، بشكل عام 0.1-0.2 متر. مستوى مياه الفيضان، المعروف أيضًا باسم الحد الأقصى لمستوى المياه، هو مستوى المياه الذي يمر فيه خندق الصرف بمعدل التدفق التصميمي لتصريف مياه الفيضان. أثناء تصريف مياه الفيضان، يجب ألا يكون منسوب المياه في كل مستوى من الخندق أعلى من ارتفاع سطح الحقل على جانبي الخندق، ومن المستحسن أن يكون أقل بمقدار 0.2-0.3 متر من سطح الحقل. في حالة ضخ مياه السيول، بالنسبة لأجزاء خندق الصرف التي تستقبل المياه من المضخات، أو أقسام خندق الصرف التي تمر عبر المنخفضات الصغيرة، يجوز بناء سدود لتقليص المياه، بحيث يكون منسوب المياه في الخندق أعلى من ارتفاع سطح الحقل على الجانبين. يتم تحديد أبعاد المقطع العرضي لخندق الصرف من خلال الحسابات الهيدروليكية. أولاً، يتم اختيار المنحدر الطولي لقاع خندق الصرف، ومعامل انحدار المقطع العرضي، وخشونة قاع الخندق. ونظرًا لتسرب المياه الجوفية، تكون منحدرات خنادق الصرف عرضة للانهيار، لذلك غالبًا ما يتم استخدام المنحدرات اللطيفة. نظرًا لأن الصرف قصير العمر، فإن العشب ينمو بسهولة على منحدرات الخندق، مما يؤدي إلى قاع خندق خشن ومقاومة قوية للتآكل، مما يسمح بمنحدرات طولية أكثر انحدارًا.