El sistema de recolección de agua de lluvia a nivel del suelo utiliza el suelo para canalizar el agua de escorrentía hacia una zona de almacenamiento. Aunque rara vez se hace en la práctica durante la fase de respuesta inmediata, las superficies de tierra naturales o artificiales que ya existen (y ciertos tipos de superficies artificiales de instalación rápida, como las lonas de plástico) podrían ser útiles durante la temporada de lluvias.
En general, este tipo de captación de agua de lluvia tiende a ser más adecuado para la mitigación de sequías a largo plazo o la recarga del agua subterránea.

Las captaciones subterráneas son naturales (superficies de tierra o roca descubierta inclinadas hacia una depresión que recoge el agua de lluvia) o modificadas/mejoradas para minimizar la infiltración, aumentar la escorrentía y reducir la contaminación. En ambos casos, puede añadirse un muro de contención o un terraplén para retener el agua. Otra posibilidad es canalizar el agua hacia tanques de almacenamiento.

Consideraciones de diseño

Por lo general, las recolecciones a nivel del suelo se ubican de forma que se reduzca al mínimo la excavación para las estructuras de drenaje y almacenamiento de agua, por lo que se aprovecha la topografía existente. Mientras que algunas captaciones desembocarán en un embalse de aguas abiertas detrás de una presa (véase S.3 ), otras se canalizarán hacia un tanque de almacenamiento. En estos casos, se debe tener en cuenta cómo llegará el agua al tanque desde la captación, la ubicación del tanque en relación con la captación y cómo se extraerá el agua posteriormente. Los tanques pueden construirse en el lugar y suelen ser subterráneos (véase D.6 ), aunque en casos de emergencia es más frecuente que sean prefabricados (véase D.5 ).

Se requiere una buena evaluación de las condiciones del terreno, ya que estas afectan al volumen de agua que se puede recolectar. En general, las captaciones funcionan bien en zonas con precipitaciones intensas que provocan una elevada escorrentía. El volumen de agua que se puede recolectar depende del coeficiente de escorrentía, que es la relación entre el volumen de agua de lluvia que fluye por la superficie del suelo y el volumen de agua de lluvia que cae sobre esa superficie. En el caso de las superficies naturales, no impermeabilizadas, la escorrentía se reduce debido al aumento de la infiltración, cuyo alcance depende de la permeabilidad del suelo, así como de la cantidad de cubierta vegetal, la cual también puede interceptar las precipitaciones, ralentizar la escorrentía y aumentar la evaporación. Por consiguiente, los coeficientes de escorrentía de las superficies naturales tienden a ser mucho más bajos que los de las superficies artificiales (por lo general, alrededor de 0,1 para los suelos arenosos boscosos, lo que significa que solo el 10 % fluye por la tierra, mientras que el 90 % se infiltra o intercepta), aunque pueden variar drásticamente en función de las condiciones (hasta 0,8 para los suelos arcillosos descubiertos no boscosos, o incluso más altos para las captaciones de roca descubierta). La escorrentía puede aumentarse mediante la adaptación de la superficie del suelo para reducir la infiltración, por ejemplo, cubriéndola (con hormigón, caucho butílico, láminas de plástico o enlucido de barro o estiércol) o compactándola (con arcilla compactada). Sin embargo, estas captaciones artificiales tienden a fallar con el tiempo debido a las malas técnicas de construcción y a la falta de mantenimiento. Se debe evitar la contaminación animal y humana de la zona de captación para preservar o mejorar la calidad del agua. Esto puede realizarse mediante el vallado de la captación, lo que requerirá un mantenimiento continuo.

Materiales

Las captaciones de recolección a nivel del suelo naturales consisten simplemente en la superficie existente en una zona (por ejemplo, roca o suelo natural). Para mejorar esta superficie, los materiales más utilizados son el hormigón, el caucho butílico, las láminas de plástico o el barro/estiércol/arcilla.

Aplicabilidad

Aunque posiblemente sea un enfoque adecuado para la fase de respuesta inmediata (donde ya existen superficies naturales o artificiales o donde podrían utilizarse ciertos tipos de superficies artificiales de instalación rápida), estas captaciones son más adecuadas para las fases de estabilización/recuperación o más adelante, ya que la construcción puede llevar tiempo. Por lo general, se aplican en zonas donde las precipitaciones anuales son escasas (por ejemplo, zonas áridas y semiáridas con estrés hídrico) y donde las precipitaciones son intensas y la escorrentía es elevada, lo que permite recolectar volúmenes significativos de agua que sirven como fuente adicional no potable durante una parte del año (por ejemplo, para lavar, bañarse), lo que deja un suministro limitado de agua potable para beber y cocinar en épocas de estrés hídrico. La velocidad de despliegue en una respuesta inmediata depende del tipo previsto de sistema de desvío de la escorrentía y de tanque de almacenamiento, así como del tiempo necesario para su construcción.

Operación y mantenimiento

Toda superficie de captación modificada o mejorada debe someterse a inspecciones periódicas para detectar posibles daños (grietas en el revestimiento o en el hormigón) y debe mantenerse el vallado (lo que puede resultar difícil en el caso de los sistemas comunitarios). También se debe comprobar el tanque de almacenamiento, ya que las fugas de los tanques subterráneos pueden ser difíciles de detectar.

Salud y seguridad

Es más probable que el agua de lluvia procedente de captaciones subterráneas sea de peor calidad microbiológica que la procedente de captaciones en techos, por lo que puede ser necesario un mayor tratamiento. La contaminación puede reducirse mediante el vallado de la zona de captación y el uso de una superficie adecuada (por ejemplo, el hormigón o las rocas son menos contaminantes que la tierra).

Costos

Los costos de capital de un sistema completo pueden ser superiores a los de otras opciones alternativas de suministro de agua, como los pozos excavados protegidos I.7 o los pozos profundos protegidos I.8 , mientras que los costos de funcionamiento tienden a ser inferiores. Por área, los sistemas de recolección a nivel del suelo son menos costosos que las captaciones superficiales elevadas I.1 , ya que utilizan una superficie existente (por lo que no se necesita ninguna estructura de soporte) y porque los tanques subterráneos que se utilizan habitualmente con las captaciones superficiales son generalmente más económicos (alrededor de USD 1 por m³). Las captaciones artificiales o mejoradas son más costosas debido al trabajo necesario para modificarlas, que dependerá del tipo de captación, el tamaño del tanque y la superficie total. Por ejemplo, una captación de hormigón de 1.000 m_² que drene a un tanque subterráneo de 100 m³ puede costar unos USD 20 por m³ de almacenamiento, lo que se sitúa en el extremo inferior de lo que costaría una recolección en superficie elevada si solo se tiene en cuenta el costo del tanque (y no el de la captación).

Consideraciones medioambientales y sociales

En general, los sistemas de recolección de agua de lluvia subterránea superficial son bien aceptados por los usuarios, a pesar de que su calidad es inferior. Impedir el acceso y mantener una valla alrededor de la captación puede resultar complicado. El uso del agua de lluvia es un aspecto clave de las técnicas de adaptación al cambio climático y de las actividades de mitigación de la sequía, como a través del aumento del almacenamiento de agua o el control de los niveles de las capas freáticas mediante métodos de recarga gestionada de acuíferos.