การออกแบบการระบายน้ำอาจรวมถึงช่องเปิดหรือปิดท่อระบายน้ำบ่อกักกันและวิธีอื่น ๆ ในการควบคุมพายุน้ำในขณะที่ปกป้องดิน ในฐานะสาขาวิศวกรรมโยธาการออกแบบการระบายน้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับโครงการก่อสร้างภาครัฐและเอกชนทั้งหมดเพื่อจัดการการไหลของน้ำเพื่อป้องกันน้ำท่วม การออกแบบการระบายน้ำอาจถูกใช้โดยชาวสวนหลังบ้านเมื่อสร้างระบบชลประทาน
การกักตัวหรือการเติมน้ำในบ่อจะระบุถึงความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับที่ดินทรัพย์สินและคุณภาพน้ำ แอ่งน้ำเหล่านี้มีพายุวิ่งออกไปและปล่อยให้มันซึมลงสู่พื้นดินอย่างช้าๆแทนที่จะวิ่งไปตามกระแสน้ำ การออกแบบการระบายน้ำในพื้นที่กักกันมักใช้การศึกษาปริมาณน้ำฝนประจำปีเพื่อกำหนดขนาดของบ่อและปริมาณน้ำที่ต้องรวบรวม อ่างเหล่านี้ไม่เพียง แต่ช่วยควบคุมน้ำท่วมเท่านั้น แต่ยังช่วยป้องกันการพังทลายของดินและการเคลื่อนที่ของตะกอนที่อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนในลำธารและแม่น้ำ
ระบบระบายน้ำแบบปิดมักจะปรากฏในพื้นที่เขตเมืองที่มีประชากรหนาแน่น ท่อระบายน้ำใต้ดินและท่อน้ำส่งน้ำฝนและน้ำเสียไปยังสถานที่บำบัด อุปกรณ์ระบายน้ำถูกสร้างขึ้นในแนวกั้นและรางระบายน้ำเพื่อรับมือกับพายุที่ไหลบ่าเข้ามาในขณะที่ทำให้ถนนชัดเจนสำหรับการใช้งาน แผนการออกแบบการระบายน้ำบางอย่างใช้ตะแกรงที่สร้างขึ้นในทางเท้าเพื่อจัดการกับน้ำ
แผนการระบายน้ำทางหลวงในพื้นที่ชนบทมองหาวิธีที่จะเบี่ยงเบนน้ำออกจากทางเท้าเพื่อปรับปรุงทัศนวิสัยและความปลอดภัยสำหรับผู้ขับขี่รถยนต์ ระบบระบายน้ำอาจถูกสร้างขึ้นในค่ามัธยฐานหรือผ่านเขื่อนดินที่ขอบถนน เขื่อนเหล่านี้ก่อให้เกิดร่องน้ำตามธรรมชาติเพื่อรวบรวมน้ำผิวดินจนกว่าจะไหลลงสู่พื้นดิน
ร่องน้ำเปิดที่อยู่ติดกับทางหลวงเป็นรูปแบบหนึ่งของการออกแบบการระบายน้ำที่ใช้โดยวิศวกรทางหลวง คูน้ำเหล่านี้อาจเบี่ยงเบนน้ำออกจากถนนไปสู่พื้นที่ชุ่มน้ำหรือทุ่งโล่งและสามารถทำให้เสถียรด้วยวัสดุหลากหลาย ช่องทางอาจถูกเรียงรายไปด้วยพืชหรือซีเมนต์และเป็นที่ต้องการโดยทั่วไปบนเนินที่อาจเกิดการพังทลาย
มาตรฐานการออกแบบมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันการอุทกภัยบนทางหลวงจากแอ่งน้ำนิ่ง วิศวกรกำหนดจำนวนของการสาดที่อาจเกิดขึ้นในช่วงฤดูฝนและมีผลต่อการมองเห็นและความปลอดภัยของผู้ขับขี่อย่างไร ความเร็วเฉลี่ยในส่วนต่าง ๆ ของทางหลวงอาจใช้ในแผนการออกแบบการระบายน้ำ วิศวกรใช้สูตรทางคณิตศาสตร์เพื่อกำหนดเกรดของถนนขณะเตรียมแผนการระบายน้ำ
โดยทั่วไปแล้วการออกแบบการระบายน้ำจำเป็นต้องมีการศึกษาด้านอุทกวิทยาโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อวัดปริมาณน้ำฝน วิศวกรใช้การศึกษาการไหลเพื่อกำหนดความเร็วที่การไหลสูงสุดและความลึกของน้ำ สูตรสามารถใช้ในการกำหนดขนาดท่อหรือขนาดท่อระบายน้ำเพื่อจัดการกับน้ำพายุที่คาดว่าจะได้ บางภูมิภาคใช้มาตรฐานที่แตกต่างกันสำหรับ 10 ปี, 50 ปี, และ 100 ปีสภาพน้ำท่วมโดยดูจากบันทึกทางประวัติศาสตร์
