排水沟设计是按照排水系统工程布局和工程标准，确定田间排水沟深度和间距，并分析计算各级排水沟道和建筑物的流量、水位、断面尺寸和工程量。
一般首先根据作物要求的地下水埋藏深度H和施工条件，初步确定排水农沟的深度，再确定相应的排水沟间距。由于排水地区的水文地质条件复杂，排水沟的深度和间距，需要通过试验资料和相近地区的成功经验分析选定。 排水沟设计流量设计流量分排涝流量和排演流量两种。
排水沟的设计水位分为排渍水位和排涝水位两种，排演水位是排水沟平时应维持的水位，主要满足控制地下水的要求。为了保证农沟水位不被奎高，斗、支、干沟的排渍水位要逐级降低，除了水流的纵向坡降外，各级沟道汇流处尚需有适当的水位落差，一般为0.1一0 .2米。排涝水位也称高水位，是排水沟通过排涝设计流量时的水位。排涝时各级沟道的水位均不应高于沟道两侧的田面高程，以低于田面0.2一0.3米为宜。在抽水排涝情况下，承泄水泵排水的排水沟段，或通过小块洼地的排水沟段，允许筑堤束水，使沟内水位高于两侧田面高程。 排水沟的断面尺寸通过水力计算确定。先选择排水沟底的纵向坡降、横断面的边坡系数及沟床的糙率。排水沟边坡由于有地下水逸出，容易坍塌，因而常采用较缓的边坡。由于排涝历时短，沟坡容易长草，沟床糙率大，因而耐冲能力强，可以选用较陡的纵向坡降。
计算设计流量时，先确定这两种情况的设计排水模数(见排涝模数和排演流t)，然后分别乘以与排水沟断面相应的汇流面积，即为排涝设计流量和排渍设计流量。 排水沟的水位和断面排水沟应具有足够的输水能力和适当的设计水位。
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