为排水工程系统在一定设计标准及一定蓄涝面积条件下，能及时排除农田过多的地面水和降低地下水位，以保证作物不受涝，所进行的设计流量及设计水位的估算。它是确定治涝规划方案及排水沟、排水闸、排水站等治涝工程规模的依据。计算需要的基本资料包括：渍涝灾情，气象水文资料，作物耐淹水深和耐淹历时，作物适宜地下水深度和地下水临界深度，地形、水系等资料。

排水流量包括地面排水流量（排涝流量）及地下排水流量（排渍流量）。设计排涝流量指为满足一定设计标准的地面排水流量，用以确定治涝工程规模；设计排渍流量指为满足控制地下水位要求的地下排水流量，用以校核排水沟的允许最小流速。

设计排涝流量计算 方法有：①地区排涝模数经验公式法：即以排涝模数乘以排涝面积求得。该法适用于蓄涝能力较小的地区。②平均排除法：设计排涝流量的计算公式为：

除涝计算

式中 Q为设计排涝流量（米³/秒）；F为排涝面积（平方公里）；R为设计径流深（毫米），对于水田R＝P-H-E，旱田R＝αP，V为蓄涝容积（10米³），T为排涝时间（天），P为设计暴雨（毫米），H为水田滞蓄水深（毫米），E为历时T内的水田田间腾发量（毫米），α为径流系数。该法适用于排涝面积较小且有一定蓄涝容积的设计排涝流量计算。③设计涝水过程线法：先求出设计涝水过程线，然后根据水量平衡方程进行逐时段调节计算，求出排涝过程线及其相应的蓄涝容积。排涝过程线中最大值即为设计排涝流量，该法适用于具有较大蓄滞能力的地区。

设计排渍流量的计算 见排渍模数。

排水沟设计水位包括设计排渍水位及设计排涝水位。

设计排渍水位计算 设计排渍水位是排水沟经常维持的水位，由控制地下水位的要求确定。农、斗、支干沟排渍水位，按最远处农田平均高程，考虑降低地下水位深度要求以及各级沟道的比降、局部水头损失等因素逐级往下推算而得，设计排渍水位是确定沟深和底宽的依据。

设计排涝水位计算 设计排涝水位是排水沟宣泄设计排涝流量的水位。对于自排情况，当干沟（排涝河道）出口水位高于承泄区水位（相应设计标准的最高外水位）时，出口水位按排涝流量计算确定。当干沟出口水位低于承泄区设计水位时，出口水位即承泄区水位。根据出口水位及设计排涝流量，可逐级往上推求出各级排水沟的设计排涝水位。对于抽排情况，没有内排站时，排水沟设计排涝水位应低于田面高程；有内排站时，排水沟设计排涝水位可以高出地面，但其高差不能超过内排站的设计扬程。

其目的是确定闸底高程、闸顶高程及闸孔宽度。闸底高程一般与闸前排水出口干沟的沟底高程齐平，以满足降低地下水要求及避免发生淤积。闸顶高程根据所在河段的设计防洪水位加风浪高及安全超高确定，并不能低于两侧原有堤防的堤顶高程。闸底高程及闸顶高程确定后，通过排涝计算求闸孔宽度。

利用汛期外水位回落期间抢排涝水的排水闸，其闸孔宽度可按下式计算：

除涝计算

式中 B为闸孔宽度（米）；Q为设计排涝流量（米³/秒）；h为闸下水深（米）；Z为闸上、闸下游水位差（米），一般取0.05～0.2米；ε为侧收缩系数；φ为流速系数。当涝区内蓄涝容积较大时，要根据设计的最高蓄涝水位及最低蓄涝水位通过排涝计算确定闸孔宽度。先按汛期抢排标准选出5～15日的典型涝水过程线（包括闸下水位过程），假定闸孔宽度，再按水量平衡方程由上式进行逐日排涝计算，求出全部排涝水位过程，若能满足设计要求，则该闸孔宽度即为所求，否则需要假定闸孔宽度重算。汛后排涝的排水闸的闸孔宽度要根据汛后播种作物的要求确定设计涝水过程线，然后进行逐日排涝演算求出。

其任务是根据设计排涝流量及设计扬程，计算排水站的配套功率（通常称为排水站的装机容量）。其计算公式为：

除涝计算

式中 N′为轴功率（千瓦）；N为配套功率（千瓦）；r为水容重；Q为设计排涝流量（米³/秒）；H为设计扬程（米）；η₁为水泵效率；η₂为机械传动效率；K为动力机备用系数。抽排站设计排涝流量根据具体条件按前述方法计算，设计扬程是排水站设计内水位与设计外水位之差。设计内水位即水泵运转期经常出现的内水位，对排除田间涝水采用大部分低田的地面高程；对排除蓄涝区存水采用最低蓄涝水位和最高蓄涝水位的平均值，并且都应计及排水沟沿程水头损失和建筑物水头损失。设计外水位即承泄区水位：对排田可采用一定频率（2～10年一遇）的排水天数（1～5日）的平均最高水位；对排蓄涝容积一般采用与设计暴雨同一典型年的承泄区水位。