在天然狀況下，一個獨立的巖溶水文地質單元內，地下水補給和排泄是通過水量的增加與減少來達到平衡的。補給量減去排泄量等于儲存量。補給量為大氣降水、地表水及相鄰含水層補給;排泄量為蒸發、植物截留、填洼、地表徑流、地層吸附、泉水排泄以及人工取水等。當補給量大于排泄量時，貯存量增加，反之，則減少。因此，當隧道在巖溶含水層中通過時，尤其在水平流動帶通過時，該補給量就成了隧道涌水量的主要來源。山區巖溶水的補給來源主要有大氣降水及地表水滲入兩種，而以前者為主。

水均衡法是在簡易水均衡法基礎上，通過大量實踐的逐步發展完善起來的，其基本原理雖然相同，但在主要內容上與簡易水均衡法已有許多不同之處，主要表現在：

(1)計算降雨入滲系數時，采用按地形分水嶺圈定的匯水面積;計算降雨入滲量時，則采用地形地質條件相結合所圈定的集水面積。當隧道位于垂直滲流帶時，集水面積僅考慮與隧道有關的洼地、漏斗、落水洞及豎井等，并用洼地滲入量法計算降雨滲入量;當隧道處于垂直滲流帶以下時，則要考慮與隧道有關的所有集水面積，并用水均衡法計算降雨滲入量。

(2)計算降雨滲入系數時，力求用實地觀測的降雨量、蒸發量、地表徑流量、泉流量及地下水位等數據，且用相關分析法處理這些數據。

(3)由于日降雨滲入量不一定能在一日之內全部轉化為隧道日涌水量。因此，根據觀測或試驗資料，在計算滲入量轉化為隧道日涌水量時，公式中考慮了一個與時間因素有關的系數。

水均衡法最大的優點是適合于任何不同水文地質條件的隧道涌水量計算，但運用該方法評價的涌水量的準確程度取決于各均衡項和均衡要素的確定，對于埋藏比較淺的隧道，即隧道涌水對天然地下水流場改變不大的情況下，利用一個水文年以上的天然地下水動態觀測資料，一般可以較準確地對隧道涌水量進行比較準確的預測，但是對于埋深較大的隧道，其施工涌水會較大幅度地改變天然流場的特征，此時該方法的運用要充分考慮其均衡項及均衡要素的變化，否則涌水量偏差會很大。

水均衡法的理論嚴密，方法簡明，因此任何用其他方法計算得到的隧道涌水量都應該用均衡法加以檢驗，與此同時還要充分利用和發掘長期的水文觀測、短期的暴雨觀測以及隧道已施工段的涌水量觀測等資料中蘊涵的地下水系統的信息，提高對地下水系統結構的認識，從而提高涌水量預測的精度。