渠道是一种广为采用的输水建筑物。按其作用可分为灌溉渠道、排水渠道（沟）、航运渠道、发电渠道以及综合利用渠道等。为了综合利用水利资源和充分发挥渠道效用，应力求使渠道能够综合利用。
渠道设计的主要任务是在给定设计流量之后，选择渠道线路和确定断面尺寸。渠道线路选择是渠道设计的关键，应综合考虑地质、地形、施工条件等因素；渠道断面的形状有梯形、多边形、矩形、抛物线形和半圆形等，断面尺寸由水力计算确定。在方案选择时，还要考虑渠道的不冲、不淤、不长草流速等条件，进行技术经济比较，以选择最优方案。
布置
渠道布置关系到灌区合理开发、渠道安全输水及降低工程造价等关键问题，应综合考虑地形、地质、施工条件及挖填平衡、便于管理养护等各种因素。
1.地形条件
在平原地区，渠道路线最好是直线，并选在挖方与填方相差不多的地方。如不能满足这一要求时，也应尽量避免深挖高填。转弯也不应过急，对于衬砌的渠道，转弯半径应不小于2.5倍水面宽度；对不衬砌的渠道，转弯半径应不小于5倍的水面宽度。
在山坡地区，渠线应尽量沿等高线方向布置，以免过大的挖填方量。当渠道通过山谷、山脊时，应对高填、深挖、绕线、渡槽、隧洞等方案进行比较，从中选出最优方案。渠道应与道路、河流正交。
2.地质条件
渠道线路应尽量避开渗漏严重、流沙、泥泽、滑坡以及开挖困难的岩层地带。必要时，可采取防渗措施以减少渗漏；采用外绕回填或内移深挖以避开滑坡地段；采用混凝土或钢筋混凝土衬砌以保证渠道安全运行。
3.施工条件
施工时的交通运输、水和动力供应、机械施工场地、取土和弃土的位置等条件，均应加以考虑。
4.管理要求
渠道布置要和行政区划与土地利用规划相结合，每个用水单位有单独的用水渠道，以便于管理和维护。
总之，渠道的布置必须重视野外踏勘工作，从技术上、经济上仔细分析比较，才能使渠道布置较为合理。
建筑物
为了准确调节水位、控制流量、分配水量、穿越各种障碍，满足灌溉、水力发电、工业及生活用水的需要，在渠道上兴建的水工建筑物，统称渠系建筑物。
渠系建筑物的种类较多，按其主要作用可分为以下几种。
1.控制建筑物
主要作用是调节各级渠道的水位和流量，以满足各级渠道的输水、配水和灌水要求，如进水闸、节制闸、分水闸等。
2.泄水建筑物
主要作用是保护渠道及建筑物安全，用以排放渠中余水、入渠的洪水或发生事故时的渠水，如退水闸、溢流堰、泄水闸等。
3.交叉建筑物
渠道经过河谷、洼地、道路、山丘等障碍时所修建的建筑物，主要作用是跨越障碍、输送水流。如渡槽、倒虹吸管、桥梁、涵洞、隧洞等。常根据建筑物运用要求、交叉处的相对高程，以及地形、地质、水文等条件，经比较后合理选用。
4.落差建筑物
渠道通过地面坡度较大的地段时，为使渠底纵坡符合设计要求，避免深挖高填，调整渠底比降，将渠道落差集中所修建的建筑物，如跌水、陡坡等。
5.量水建筑物
为了测定渠道流量，达到计划用水、科学用水而修建的专门设施，如量水堰、量水槽、量水喷嘴等。工程中，常利用符合水力计算要求的渠道断面或渠系建筑物进行量水，如水闸、渡槽、陡坡、跌水、倒虹吸等。
6.防沙建筑物
为了防止和减少渠道的淤积，在渠首或渠系中设置冲沙和沉沙设施，如冲沙闸、沉沙池等。
7.专门建筑物
方便船只通航的船闸、利用落差发电的水电站和水力加工站等。
8.利民建筑物
根据群众需要，结合渠系布局，修建方便群众出行、生产的建筑物，如行人桥、踏步、码头、船坞等。
断面设计
渠道的设计包括横断面设计和纵断面设计。在实际设计中，纵断面和横断面设计应交替并且反复进行，最后经过分析比较，确定合理的设计方案。
1.渠道横断面
渠道横断面尺寸，应根据水力计算确定。梯形土渠的边坡应根据稳定条件确定，土渠的边坡系数m一般取1～2。对于挖深大于5m或填高超过3m的土坡，必须进行稳定计算，计算方法与土石坝稳定计算相同。为了管理方便和边坡稳定，每隔4～6m应设一平台，平台宽1.5～2m，并在平台内侧设排水沟。渠道的糙率应尽量接近实际值，主要依据渠道有无护面、养护、施工情况加以选定。渠道的比降应根据纵断面设计要求进行确定。当渠道的流量、比降、糙率及边坡系数已定时，即可根据明渠均匀流公式确定渠道断面尺寸。
渠道横断面的形状常用梯形，它便于施工，并能保持渠道边坡的稳定。在坚固的岩石中开挖渠道时，宜采用矩形断面。当渠道通过城镇工矿区或斜坡地段，渠宽受到限制时，可采用混凝土等材料砌护。
2.渠道的纵断面
渠道纵断面设计的任务是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，主要内容包括确定渠道纵坡、正常水位线、最低水位线、渠底线和最高水位线。确定渠道纵坡时，主要考虑地面坡度、地质情况、流量大小、水流含沙量等因素。
流速要求
渠道中的流速，应小于渠道的允许不冲流速，大于允许的不淤流速。渠道的临界不冲流速，主要取决于渠道的表面材质、过水断面、水深及水力要素等因素。一般土质渠道小于1m/s；石质（包括砌石）渠道不冲流速变幅很大，在2~20m/s之间；混凝土渠道不冲流速为5~10m/s；沥青混凝土不冲流速为2~3m/s。不淤流速与渠道糙率、渠道水流的挟沙能力等确定，大型渠道的最小平均流速应大于0.5m/s，小型渠道不小于0.3m/s。
渠床稳定
为了使渠道稳定，不仅要保证渠道全线各断面上不发生冲刷和淤积，同时还要保证渠道在平面上的稳定，使其不局部冲刷渠床两岸。
随着渠水深度的增加，临界不淤流速将不断加大（逐渐接近不冲流速），如果水深过大，则很容易发生冲刷。因此，为了在流量加大时保持渠道不冲不淤的稳定流速，应当较多地增加渠底宽度。不冲不淤的渠道一般具有宽而浅的断面，通过的流量愈大，宽深比值亦愈大。
渠道除应满足以上条件外，还应满足输水能力大、渗漏损失小、施工管理方便、工程造价低等条件。