On this 6/30/21

Right at 30/06/21

Prof. dr hab. inż. Antoni T. Miler
Katedra Inżynierii Leśnej
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Hydrologia

  jest  generalnie 

nauką  o  wodzie.  Wynika  to  z 
etymologicznej  budowy  tego  słowa: 

hydor 

– woda i 

logos

 – słowo. 

Przedmiotem  badań  hydrologii 

jest 

hydrosfera

  –  przestrzeń  na 

Ziemi,  w  której  występuje  woda 
(oceany, 

morza, 

rzeki, 

jeziora, 

lodowce,  gleby,  grunty  –  wierzchnia 
warstwa  litosfery,  dolna  warstwa 
atmosfery). 

Nazwa hydrologia pojawiła się w 2-giej 

połowie  XVII  w.,  a  dotyczyła  początkowo 
wód  mineralnych  i  ich  wykorzystania  w 
lecznictwie. 

We  współczesnym  pojęciu  nazwa  ta 

występuje  dopiero  w  2-giej  połowie  XIX  w. 
W  tym  czasie  zaczynają  powstawać 
pierwsze  służby  hydrologiczne;  w  1862 
roku amerykański inż. Nathaniel Beardmore 
opublikował 

pierwszy 

podręcznik 

hydrologii. 

Na  ziemiach  polskich  powstały  służby 

hydrologiczne  państw  zaborczych  (1874  r. 
rosyjska,  1893  r.  austriacka  i  1902  r. 
niemiecka). 

Polska  służba  hydrologiczna  (hydro-

graficzna)  powstała  w  1919  r.  z  inicjatywy 
Gabriela  Narutowicza  –  jej  pierwszym 
kierownikiem był Tadeusz Zubrzycki (1881-
1937). Odrębnie powstała i działała służba 
meteorologiczna. 

W 1945 r. powstał Państwowy Instytut 

Hydrologiczno-Meteorologiczny 

(PIHM), 

przekształcony  w  1973  r.  w  Instytut 
Meteorologii  i  Gospodarki  Wodnej  (IMGW). 

Do 

najwybitniejszych 

polskich 

hydrologów 

okresu 

międzywojennego  i  powojennego  należy 
zaliczyć  profesorów  Kazimierza  Dębskiego 
(1895-1968)  i  Juliana  Lambora  (1901-
1973). 

Ocena światowych zasobów wodnych

Źródło wody

Objętość 
wody[mi

3

]

Objętość 

wody 

[km

3

]

Procent 

wody 

słodkiej

Procent 
całkowitej 
objętości  wody

Oceany, 

morza, 

zatoki

321,000,000

1,338,000,000

--

96.5

Pokrywa  lodowa, 
lodowce,  wieczne 
śniegi

5,773,000

24,064,000

68.7

1.74

Wody podziemne 5,614,000

23,400,000

--

1.7

    słodkie

2,526,000

10,530,000

30.1

0.76

    słone

3,088,000

12,870,000

--

0.94

Wilgoć w glebie

3,959

16,500

0.05

0.001

Wieczna 
zmarzlina

71,970

300,000

0.86

0.022

Jeziora

42,320

176,400

--

0.013

    słodkie

21,830

91,000

0.26

0.007

    słone

20,490

85,400

--

0.006

Woda 

w 

atmosferze

3,095

12,900

0.04

0.001

Bagna

2,752

11,470

0.03

0.0008

Rzeki

509

2,120

0.006

0.0002

Woda  w  żywych 
komórkach

269

1,120

0.003

0.0001

Razem

332,500,000

1,386,000,000

-

100

Źródło:  Gleik,  P.  H.,  1996:  Water  resources.  W:  Encyclopedia  of  Climate  and  Weather,  ed. 
S.H. Schneider, Press, Nowy , vol. 2, 817-823 

Podstawowe elementy klimatu 

- temperatura powietrza i opad 

atmosferyczny 

ulegają 

naturalnym

 zmianom w czasie – 

wahania dobowe, sezonowe, roczne i wieloletnie, 

wywołane głównie ruchem obrotowym Ziemi, 

ruchem Ziemi wokół Słońca oraz wiekowymi 

zmianami aktywności  Słońca. 

W ostatnich 200 latach temperatura i opady 

dodatkowo ulegają także zmianom 

antropogenicznym

, wynikającym ze wzrostu 

zawartości w atmosferze pyłów (absorpcja 

promieniowania słonecznego), jąder kondensacji 

pary wodnej i gazów szklarniowych (efekt 

cieplarniany atmosfery), czy też innych form 

działalności człowieka (melioracje, silna urbanizacja 

itd.). 

Zmiany 

klimatyczne 

!

Zmiany 

klimatyczne 

!

Temat badań

Temat badań

Hydrochemia

Hydrochemia

Hydrobiologia

Hydrobiologia

Hydrofizyka

Hydrofizyka

Hydrologia krążenia

Hydrologia krążenia

Środowisk

o

Środowisk

o

Hydrometeorolo

gia

Hydrometeorolo

gia

Potamologia 

(rzeki)

Potamologia 

(rzeki)

Krenologia 

(źródła)

Krenologia 

(źródła)

Limnologia

Limnologia

Paludologia 

(bagna)

Paludologia 

(bagna)

Środowisko

cd. 

Środowisko

cd. 

Oceanologia

Oceanologia

Agrohydrolog

ia

Agrohydrolog

ia

Hydrogeologi

a

Hydrogeologi

a

Glacjologia

(lodowce)

Glacjologia

(lodowce)

Geohydrologia 

(woda Ziemi)

Geohydrologia 

(woda Ziemi)

Metodyka

Metodyka

Hydrometria

(pomiary)

Hydrometria

(pomiary)

Hydrografia

(synteza wyników 

pomiarów)

Hydrografia

(synteza wyników 

pomiarów)

Hydronomia

(tworzenie teorii)

 

Hydronomia

(tworzenie teorii)

 

Zastosowania

Zastosowania

Poznawcze – modelowanie procesów

Poznawcze – modelowanie procesów

Utylitarne

 – zależności regionalne

Utylitarne

 – zależności regionalne

Podział hydrologii wg wybranych 

kryteriów 

Bilans 
wodny

 

Równanie bilansu wodnego, równanie Pencka-

Oppokowa, ma bardzo prostą postać: 

(dla wielolecia) 

(dla „krótszego” okresu)

gdzie: 

P – opad (śnieżny, deszczowy), 

H – odpływ (powierzchniowy, 

podpowierzchniowy, 

gruntowy), 

E – parowanie (ewaporacja, transpiracja),

 



R – zmiana retencji (powierzchniowej – 

wody stojące, cieki; gruntowej – strefy aeracji i 
saturacji, intercepcja, zwilżanie, inna – np. ściółki w 
lasach). 

(Dla układów zamkniętych – zlewni)

E

H

P





E

H

P





R

E

H

P









R

E

H

P









Wartość R określa charakter okresu 

bilansowego (np. roku hydrologicznego 1.11-31.10), 
gdy:

okres (rok) 

mokry

okres (rok) 

średni

okres (rok) 

suchy

Wartości składowych występujących w 

równaniu bilansu wodnego stanowią podstawę 
oceny stosunków wodnych w danej zlewni. 
Wskazują też na możliwość (zasadność) działań 
zaradczych poprzez melioracje wodne czy też agro- 
lub fitomelioracje.

 

0



R

0



R

0



R

0



R

0



R

0



R

Ekosystem leśny na tle innych 
ekosystemów

Analityczny (zazwyczaj uproszczony) obieg 

wody rozpatrywany może by

ć

 na obszarach 

fizjograficznie i ekologicznie jednorodnych, jak 
np. ekosystemy lądowe. 
Wówczas dzielimy hydrologię według tych 
ekosystemów: 
- ekosystem bagienny – hydrologia terenów 

podmokłych, 

- ekosystem łąkowy – hydrologia użytków 
zielonych, 
- ekosystem pól ornych – hydrologia rolnicza, 
czyli  agrohydrologia, 
- ekosystem lasów – hydrologia leśna, 
- ekosystem pustyń miejskich – hydrologia 
miejska. 

Ekosystem leśny na tle innych 
ekosystemów

Analityczny (zazwyczaj uproszczony) obieg 

wody rozpatrywany może by

ć

 na obszarach 

fizjograficznie i ekologicznie jednorodnych, jak 
np. ekosystemy lądowe. 
Wówczas dzielimy hydrologię według tych 
ekosystemów: 
- ekosystem bagienny – hydrologia terenów 

podmokłych, 

- ekosystem łąkowy – hydrologia użytków 
zielonych, 
- ekosystem pól ornych – hydrologia rolnicza, 
czyli  agrohydrologia, 

- ekosystem lasów – hydrologia leśna, 

- ekosystem pustyń miejskich – hydrologia 
miejska. 

Las i woda

Warunkiem koniecznym trwałości lasu 

jest stały przyrost biomasy. Ilość 

biomasy jest proporcjonalna do ilości 

wytranspirowanej wody. 

Stąd wniosek, iż trwałość lasu zależy od 

właściwych stosunków wodnych. (Na 

parowanie transpiracyjne roślinność lasu 

zużywa 99% pobranej wody, a tylko 1% na 

budowę tkanek.)  

Las i woda

Warunkiem koniecznym trwałości lasu 

jest stały przyrost biomasy. Ilość 

biomasy jest proporcjonalna do ilości 

wytranspirowanej wody. 

Stąd wniosek, iż 

trwałoś

ć

 lasu zależy od 

właściwych stosunków wodnych

. (Na 

parowanie transpiracyjne roślinność lasu 

zużywa 99% pobranej wody, a tylko 1% na 

budowę tkanek.)  

Kluczową rolę wody w lesie 
dostrzegano od dawna. Przykładowo 
wśród uchwał I Polskiego Naukowego 
Zjazdu Leśniczego (1933) można 
znaleźć i takie

 „… przy opracowywaniu ogólnych 
planów z zakresu gospodarstwa 
wodnego kraju, oraz planów 
regulacji poszczególnych rzek i 
dzikich potoków, konieczne jest 
zasięganie fachowej opinji 
leśników polskich”. 

Lapidarnie  ujmując  las  stanowi  swoisty 
(niesterowalny) zbiornik retencyjny. 

Wynikające 

stąd 

stabilizacyjne 

oddziaływanie  na  odpływ  ze  zlewni  jest 
powszechnie cytowane w literaturze. Nie jest 
natomiast jednoznaczne czy lasy zwiększają 
czy 

zmniejszają 

odpływ 

ze 

zlewni. 

Zwiększona  bowiem  transpiracja  z  terenów 
leśnych 

kompensowana 

jest 

przez 

zwiększone 

opady 

atmosferyczne 

implikowane  przez  mikroklimat  tychże 
kompleksów leśnych. 

Lapidarnie  ujmując 

las  stanowi  swoisty 

(niesterowalny) zbiornik retencyjny

. 

Wynikające 

stąd 

stabilizacyjne 

oddziaływanie  na  odpływ  ze  zlewni  jest 
powszechnie cytowane w literaturze. Nie jest 
natomiast jednoznaczne czy lasy zwiększają 
czy 

zmniejszają 

odpływ 

ze 

zlewni. 

Zwiększona  bowiem  transpiracja  z  terenów 
leśnych 

kompensowana 

jest 

przez 

zwiększone 

opady 

atmosferyczne 

implikowane  przez  mikroklimat  tychże 
kompleksów leśnych. 

Wartości 

bezwzględne 

składowych 

bilansu  (opadu,  parowania,  odpływu) 
zależą 

oczywiście 

od 

regionu 

geograficznego. Można jednak wskazać 
na pewne prawidłowości, przykładowo:

 

suma  opadu  w  lesie  jest  o 

około  10%  większa  niż  na  polu, 
parowanie  w  lesie  i  na  polu  jest 
podobne,    suma  odpływu  nie 
wykazuje  związku  z  zalesieniem, 
las 

„spłaszcza” 

i 

„wydłuża” 

wezbrania

. 

Lasy 

(kompleksy 

leśne) 

są 

podstawowym filarem tzw. małej retencji

. 

Ten  rodzaj  retencji  niejednokrotnie 

zawęża  się  tylko  do  roli  małych  zbiorników 
wodnych.  Należy  wskazać,  iż  mała  retencja 
to  wszystko  to  co  przyczynia  się  do 
wydłużenia  drogi  i  czasu  obiegu  wody  w 
zlewni.  Zatem  powoduje  poprawę  stosunków 
wodnych  (ograniczenie  odpływów),  poprawę 
jakości 

wód 

(dłuższy 

czas 

na 

samooczyszczanie  się  wód)  oraz  regulację 
transportu 

rumowiska. 

Przykładowo 

intercepcja  dla  gatunków  liściastych  może 
dochodzić  do  20%,  a  dla  gatunków  iglastych 
aż 

do 

40% 

rocznych 

sum 

opadów 

atmosferycznych. 

Metody 

badań 

w 

hydrologii 

leśnej

Metody  badań  w  hydrologii  leśnej 

obejmują w zasadzie dwa zagadnienia:

-kształtowania  się  bilansu  wodnego 
zbiorowisk leśnych 

- odpływu wody z lasu

Zagadnienia  te  rozpatrywane  są  zazwyczaj 
oddzielnie,  w  zależności  od  spojrzenia  na 
stosunki  wodne  zbiorowisk  leśnych:  „z 
pozycji  wewnątrz  lasu”  (na  poziomie 
ekosystemu  leśnego)  i  „z  pozycji  na 
zewnątrz  lasu”  (las  traktowany  tylko  jako 
kategoria użytkowania terenu).  

Metody 

badań 

w 

hydrologii 

leśnej

Metody  badań  w  hydrologii  leśnej 

obejmują w zasadzie dwa zagadnienia:

-kształtowania  się  bilansu  wodnego 
zbiorowisk leśnych 

- odpływu wody z lasu

Zagadnienia  te  rozpatrywane  są  zazwyczaj 
oddzielnie,  w  zależności  od  spojrzenia  na 
stosunki  wodne  zbiorowisk  leśnych:  „

z 

pozycji  wewnątrz  lasu

”  (na  poziomie 

ekosystemu  leśnego)  i  „

z  pozycji  na 

zewnątrz  lasu

”  (las  traktowany  tylko  jako 

kategoria użytkowania terenu).  

W  naukach  leśnych  stosunki  wodne  w 
lesie  rozpatrywane  są  głównie  jako 
czynnik  siedliskotwórczy,  określający 
warunki produkcji biomasy.  

W 

opracowaniach 

hydrologicznych las rozpatrywany jest 
jako  pokrycie  zlewni,  jako  całość  dająca 
się  opisać  charakterystykami  fizyczno-
geograficznymi. 

Kolejne fazy abstrakcji 
(zrozumienia)

 

 

Dziękuję za uwagę

Dziękuję za uwagę