Un système de collecte des eaux de pluie à surface de captage au sol utilise le sol pour canaliser les eaux de ruissellement vers une zone de stockage. Bien que rarement pratiqué pendant la phase d'intervention aiguë, toutes les surfaces de sol naturelles ou artificielles déjà existantes (et certains types de surfaces artificielles rapidement installées telles que les bâches en plastique) pourraient être utiles pendant la saison des pluies. Dans l'ensemble, ce type de collecte d'eau de pluie a tendance à être plus adapté à l'atténuation à long terme de la sécheresse ou à la recharge des eaux souterraines.

Les surfaces de captages au sol sont soit naturelles (surfaces souterraines ou rocheuses nues en pente vers une dépression qui recueille l'eau de pluie) soit modifiées/améliorées pour minimiser l'infiltration, augmenter le ruissellement et réduire la contamination. Dans les deux cas, un mur de barrage ou une digue peut être ajouté pour retenir l'eau. Alternativement, l'eau peut être canalisée dans des réservoirs de stockage.

Considérations sur la conception

Les surfaces de captage au sol sont généralement situées de manière à minimiser l'excavation pour les structures de drainage et de stockage d'eau en utilisant la topographie existante. Alors que certains captages seront drainés vers un réservoir d'eau ouvert derrière un barrage (voir S.3 ), d'autres seront canalisés vers un réservoir de stockage. Dans ces cas, les considérations incluent la manière dont l'eau atteindra le réservoir depuis le captage, l'emplacement du réservoir par rapport au captage et la manière dont l'eau sera prélevée plus tard. Les réservoirs peuvent être construits sur place et sont généralement souterrains (voir D.6 ), bien qu'en situation d'urgence, ils soient plus souvent préfabriqués (voir D.5 ).

Une bonne évaluation des conditions du sol est nécessaire, car celles-ci affectent le volume d'eau pouvant être collecté. En général, les captages fonctionnent bien dans les zones à précipitations intenses qui provoquent un ruissellement élevé. Le volume d'eau qui peut être collecté dépend du coefficient de ruissellement, qui est le rapport du volume d'eau de pluie qui ruisselle de la surface du sol au volume d'eau de pluie qui tombe sur cette surface. Pour les surfaces de sol naturelles non scellées, le ruissellement est réduit en raison d'une infiltration accrue, dont l'étendue dépend de la perméabilité du sol, ainsi que de la quantité de couverture végétale qui peut également intercepter les précipitations, ralentir le ruissellement et augmenter l'évaporation. Par conséquent, les coefficients de ruissellement pour les surfaces naturelles ont tendance à être beaucoup plus faibles que pour les surfaces artificielles (généralement autour de 0,1 pour les sols sableux forestiers, ce qui signifie que seulement 10 % s'écoule du sol tandis que 90 % est infiltré ou intercepté), bien qu'ils puissent encore varier considérablement en fonction de conditions (jusqu'à 0,8 pour les sols argileux nus non boisés, voire plus pour les captages rocheux nus). Le ruissellement peut être augmenté en ajustant la surface du sol pour réduire l'infiltration, par exemple, à travers un revêtement (par exemple, en utilisant du béton, du caoutchouc butyle, des bâches en plastique ou du plâtre de boue/bouse) ou un compactage (par exemple, de l'argile en flaques). Cependant, ces captages artificiels ont tendance à échouer avec le temps en raison de mauvaises techniques de construction et du manque d'entretien. La contamination animale et humaine du captage doit être évitée pour préserver ou améliorer la qualité de l'eau. Cela peut être fait en clôturant le captage, ce qui nécessitera un entretien au fil du temps.

Matériaux

Les surfaces de captage au sol naturelles se composent simplement de la surface existante dans une zone (par exemple, la roche naturelle ou le sol). Lorsque cette surface est améliorée, les matériaux couramment utilisés comprennent le béton, le caoutchouc butyle, les bâches en plastique ou la boue/la bouse/les argiles.

Applicabilité

Bien qu'ils puissent être une approche appropriée pour la phase de réponse aiguë (lorsque des surfaces naturelles ou artificielles existent déjà ou lorsque certains types de surfaces artificielles rapidement installées pourraient être utilisées), ces captages sont plus adaptés aux phases de stabilisation/relèvement ou plus tard, car la construction peut prendre du temps. Ils sont généralement adaptés aux zones où les précipitations annuelles sont faibles (par exemple, les zones en stress hydrique arides et semi-arides) et où les précipitations sont intenses et le ruissellement est élevé, permettant de collecter des volumes d'eau importants pour servir de source supplémentaire non potable pendant une partie de l'année (par exemple, pour laver, se baigner), laissant un approvisionnement limité en eau potable pour boire et cuisiner pendant les périodes de stress hydrique. La vitesse de déploiement dans une réponse aiguë dépend du type prévu de système de dérivation des eaux de ruissellement et de réservoir de stockage et du temps nécessaire à la construction.

Opération et entretien

Toute surface de captage modifiée/améliorée nécessite une inspection régulière des dommages (vérification des déchirures dans le revêtement ou des fissures dans le béton) et toute clôture doit être entretenue (ce qui peut être un défi avec les systèmes communaux). Le réservoir de stockage devra également être vérifié, car les fuites des réservoirs souterrains peuvent être difficiles à détecter.

Santé et sécurité

L'eau de pluie provenant des captages souterrains est plus susceptible d'être de moins bonne qualité microbiologique que celle des captages des toitures, donc davantage de traitement peut être nécessaire. La contamination peut être minimisée en utilisant des clôtures autour du captage ainsi qu'en utilisant une surface appropriée (par exemple, le béton/les roches seront moins contaminants que la terre).

Coûts

Les coûts d'investissement pour l'ensemble d'un système peuvent être plus élevés que les options alternatives d'approvisionnement en eau, telles que les puits creusés protégés I.7 ou les forages protégés I.8 , tandis que les coûts de fonctionnement ont tendance à être inférieurs. Par zone, les systèmes de surface de captage au sol sont moins chers que ceux de surface de captage surélevée I.1 , car ils utilisent une surface existante (aucune structure de support n'est donc nécessaire) et parce que les réservoirs souterrains couramment utilisés avec les captages au sol sont généralement plus économiques (environ 1 USD par m³). Les captages artificiels ou améliorés sont plus coûteux en raison des travaux nécessaires pour modifier le captage, qui dépendent du type de captage, de la taille du réservoir et de la superficie totale. À titre d'exemple, un captage en béton de 1 000 m² s'écoulant vers un réservoir souterrain de 100 m³ peut coûter environ 20 USD par m³ de stockage, ce qui est en deçà de ce que coûterait une collecte surélevée où seul le coût du réservoir (et non le captage) est pris en compte.

Considérations sociales et environnementales

En général, les systèmes de collecte des eaux de pluie avec surface de captage au sol sont bien acceptés par les utilisateurs, malgré la moins bonne qualité de l'eau. Empêcher l'accès et maintenir une clôture autour du captage peut être difficile. L'utilisation de l'eau de pluie est également un aspect clé des techniques d'adaptation au changement climatique et des activités d'atténuation de la sécheresse, telles que l'augmentation du stockage de l'eau ou le contrôle des niveaux de la nappe phréatique à l'aide de méthodes de gestion de la recharge des aquifères.