Vietās, kur ir stiprs nokrišņu daudzums vai zema augsnes perkolācija, ir nepieciešams izmantot virszemes drenāžas sistēmas, lai no zemes atbrīvotos no virszemes ūdens pārpalikuma. Parasti izmantotās virszemes meliorācijas sistēmas ir sekli grāvji, atklāti kanāli, zālāju klāti ūdensceļi un slīpi krasti. Šīs drenāžas sistēmas ātri un efektīvi novada virszemes ūdeņus, taču tās būtiski neietekmē gruntsūdeņus. Ja gruntsūdeņu dēļ radīsies zemes nosusināšanas problēmas, tām būs nepieciešami citi risinājumi.
Virszemes drenāža ir rūpīgi jāplāno, ņemot vērā zemes reljefu, saņemto nokrišņu daudzumu un augsnes veidu. Dažos gadījumos var pietikt ar sekliem grāvjiem, kas seko zemes kontūrai, citos grāvjiem var būt jābūt dziļākiem vai arī zeme ir jāgreiderē vai jānoslīpē, lai atvieglotu augsnes nosusināšanu. Grāvji var sekot nejauši vai paralēli.
Lieli lauki ar daudzām ieplakām zonām labi klājas ar nejauši veidotiem lauka grāvjiem. Šie seklie grāvji seko zemes kontūrām, netraucē lauksaimniecības tehnikas kustībai un novada ūdeni no ieplakām vietām. Paralēli lauka grāvji ir lieliski piemēroti lauksaimniecības meliorācijai līdzenāka veida zemēs, kā arī tiek izmantoti, lai novērstu eroziju slīpās lauksaimniecības zemēs. Ūdens no lauka grāvjiem tiek novadīts sānu grāvjos. Pēc tam sānu grāvji ved ūdeni uz izplūdes kanālu.
Citas efektīvas virsmas drenāžas metodes ietver zemes šķirošanu un izlīdzināšanu. Abos gadījumos tiek izmantotas augsnes pārvietošanas iekārtas, piemēram, traktori, skrāpji un zemes izlīdzinātāji, lai mainītu zemes virsmu, lai atvieglotu virszemes ūdens noplūdi. Zeme vispirms tiek greiderēta, lai tai būtu pienācīgs slīpums, un pēc tam to nogludina, lai novērstu jebkādas ieplakas vai šķēršļus.
Atvērtās notekcaurules un grāvji ir regulāri jāuztur, lai saglabātu tos no dūņu nogulsnēm un veģetācijas augšanas. Ir arī jāuzrauga, vai tiem nav erozijas pazīmju. Reizēm atklātos grāvjus, ja tie ir diezgan dziļi, var būt nepieciešams nožogot, lai dzīvnieki un cilvēki tajos nejauši neiekristu.
Virszemes drenāža ir svarīga lauku saimniecību teritorijās, jo tā novērš daudzas ar ūdeni saistītas zemes problēmas un nodrošina, ka kultūraugi nav aizsērējuši. Pareiza virszemes drenāžas sistēma arī novērš augsnes virskārtas nomazgāšanu. Novadītais ūdens parasti tiek aizvadīts uz strautu, upi, aizsprostu vai citu noteku.