طراحی خندق زهکشی، بر اساس طرح مهندسی و استانداردهای سیستم زهکشی، عمق و فاصله خندق های زهکشی میدانی را تعیین می کند و نرخ جریان، سطح آب، ابعاد مقطع-و مقادیر مهندسی هر سطح از خندق و سازه زهکشی را تجزیه و تحلیل و محاسبه می کند.
به طور کلی، عمق خندق زهکشی در ابتدا بر اساس عمق آب زیرزمینی مورد نیاز برای محصول و شرایط ساخت و ساز و به دنبال آن فاصله خندق مربوطه تعیین می شود. با توجه به شرایط پیچیده هیدروژئولوژیکی در منطقه زهکشی، عمق و فاصله خندق های زهکشی باید از طریق تجزیه و تحلیل داده های تجربی و تجربیات موفق از مناطق مشابه انتخاب شود. نرخ جریان طراحی خندق زهکشی: نرخ جریان طراحی به نرخ جریان زهکشی سیل و نرخ جریان تخلیه سیل تقسیم می شود.
هنگام محاسبه دبی طراحی، ابتدا مدول زهکشی طراحی را برای این دو مورد تعیین کنید (مدول زهکشی سیلاب و دبی تخلیه سیل t را ببینید)، سپس آنها را در حوضه مربوطه مقطع- خندق زهکشی ضرب کنید تا نرخ دبی طراحی زهکشی سیلاب را بدست آورید. سطح و مقطع آب خندق زهکشی{2}}قسمت: خندقهای زهکشی باید ظرفیت انتقال آب کافی و سطح آب طراحی مناسب را داشته باشند.
سطح آب طرح خندق های زهکشی به دو نوع سطح زهکشی و سطح سیلاب تقسیم می شود. سطح زهکشی سطح آبی است که خندق زهکشی باید در شرایط عادی حفظ کند، عمدتاً برای برآورده کردن الزامات برای کنترل آبهای زیرزمینی. برای اطمینان از اینکه سطح آب خندق کشاورزی بیش از حد بالا نیست، سطح زهکشی انشعابات، انشعابات و گودالهای اصلی باید به تدریج کاهش یابد. علاوه بر شیب طولی جریان آب، در محل تلاقی هر سطح از خندق نیز باید اختلاف سطح آب مناسب، معمولاً 0.1-0.2 متر وجود داشته باشد. سطح آب سیل که به عنوان حداکثر سطح آب نیز شناخته می شود، سطح آبی است که در آن خندق زهکشی نرخ جریان طراحی شده را برای زهکشی آب سیلاب عبور می دهد. در هنگام زهکشی سیلاب، سطح آب هر سطح از خندق نباید از ارتفاع سطح مزرعه در دو طرف خندق بیشتر باشد و توصیه می شود 0.2{-}0.3 متر کمتر از سطح مزرعه باشد. در مورد پمپاژ سیلاب، برای قسمتهای زهکشی که از پمپها آب دریافت می کنند و یا قسمتهای زهکشی که از فرورفتگیهای کوچک عبور می کنند، خاکریزی برای انقباض آب جایز است به طوری که سطح آب در خندق از ارتفاع سطح مزرعه در دو طرف بیشتر باشد. ابعاد مقطع خندق زهکشی از طریق محاسبات هیدرولیکی تعیین می شود. ابتدا شیب طولی کف گودال زهکشی، ضریب شیب مقطع و ناهمواری بستر خندق انتخاب می شود. از آنجایی که آب های زیرزمینی به بیرون تراوش می کنند، شیب های گودال های زهکشی مستعد ریزش هستند، بنابراین اغلب از شیب های ملایم تر استفاده می شود. از آنجایی که زهکشی کوتاه مدت است، چمن به راحتی در شیب های خندق رشد می کند و در نتیجه یک بستر ناهموار و مقاومت در برابر فرسایش قوی ایجاد می کند که امکان شیب های طولی تندتر را فراهم می کند.