В гидрологическом отношении торфяное месторождение представляет сложную динамическую систему, в которой вода находится в постоянном, хотя очень медленном движений и которая неуклонно увеличивает запас воды.
Запас измеряется соотношением воды, поступающей в месторождение, и воды, отдаваемой им посредством испарения, путем поверхностного стока и фильтрации.
Пока торфяное месторождение находится в низинной стадии развития и поверхность его имеет форму слабовогнутой ложбины, с окружающих повышенных берегов в него поступают поверхностно-сточные воды. Растительный покров периферийных участков перехватывает из них минеральные соли, поэтому центральная часть месторождения быстрее переходит в фазу атмосферного питания и постепенно, по мере дальнейшего быстрого роста становится выпуклой. Наряду с прежним направлением поверхностного стока в окраинных зонах в центре возникает иное направление движения воды — от центра к периферии.
Те месторождения, которые по всей площади перешли в верховую стадию развития, имеют сток. Направление линий стекания воды на верховых торфяных месторождениях иногда можно подметить и непосредственно в природе. Для месторождений, где периодически наблюдается поверхностное движение воды, оно проявляется в виде мелких ручейков и речек и редко в виде сплошного потока.
В торфяниках верхний деятельный (по К. Е. Иванову) горизонт обладает крупными порами, а отсюда и большим коэффициентом фильтрации. Он беспрепятственно пропускает осадки, выпадающие на поверхность торфяника, до уровня грунтовых вод.
Уровень грунтовых вод, периодически поднимающийся до поверхности торфяного месторождения и даже выше ее, фиксирует и верхнюю границу того слоя воды, который принимает участие в склоновом стекании. Уклоны поверхности грунтовых вод на неосушенных месторождениях практически всегда равны уклонам поверхности болотного массива и это позволяет рассматривать горизонтали поверхности его как линии равных напоров и строить на основании этого расчетные сетки линии стенания.
Метод нанесения линий стекания на торфяном месторождении по аэроснимкам и фотоплану, основанный на общих принципах гидрографического дешифрирования объектов, разработан коллективом авторов (Е. А. Галкина, С. Е. Гилев, К. Е. Иванов и Е. Л. Романова).
Аэрофотосъемка явилась мощным средством в изучении торфяных месторождений. Она с большой наглядностью выявила те системы торфяных месторождений, установление которых потребовало бы громадных наземных работ и большого количества времени, позволила провести границы их раздельно образовавшихся участков даже в тех случаях, когда слияние месторождений произошло на ранних стадиях их существования. Работы гидрологов последних лет показали большую распространенность этого явления особенно в областях со сравнительно плоским рельефом в условиях умеренного и влажного климата. Хорошие результаты достигнуты при изучении этим методом гидрологии верховых торфяников или систем верховых торфяников. Кроме построения сеток линии стекания и контуров стекания с отдельных участков он позволяет выявить гидрографическую сеть торфяного месторождения и определить границы внутриболотных водосборов.
Расход воды на торфянике осуществляется не только путем стока, но и посредством испарения. Величина испарения зависит от температуры и прочих внешних условий, а также от характера растительного покрова. Изучение испарения сфагнового ковра выявило, что он испаряет больше, чем открытая водная поверхность, а количество испаряемой им влаги составляет 60—100% количества воды, выпавшей в виде атмосферных осадков. Согласно наблюдениям за расходной частью водного баланса на системах грядово-мочажинных выпуклых торфяников на долю стока приходится 25% общего расхода влаги, 75% приходится на долю испарения.
Наиболее интенсивное уменьшение влаги на торфяном месторождении в течение вегетационного периода происходит в мае (наименьшее количество осадков, наибольшие испарение и сток). Пополняется запас влаги на торфяниках в период весеннего снеготаяния. В течение зимнего периода (декабрь — март) запас воды расходуется очень незначительно.