在天然状况下，一个独立的岩溶水文地质单元内，地下水补给和排泄是通过水量的增加与减少来达到平衡的。补给量减去排泄量等于储存量。补给量为大气降水、地表水及相邻含水层补给;排泄量为蒸发、植物截留、填洼、地表径流、地层吸附、泉水排泄以及人工取水等。当补给量大于排泄量时，贮存量增加，反之，则减少。因此，当隧道在岩溶含水层中通过时，尤其在水平流动带通过时，该补给量就成了隧道涌水量的主要来源。山区岩溶水的补给来源主要有大气降水及地表水渗入两种，而以前者为主。

水均衡法是在简易水均衡法基础上，通过大量实践的逐步发展完善起来的，其基本原理虽然相同，但在主要内容上与简易水均衡法已有许多不同之处，主要表现在：

(1)计算降雨入渗系数时，采用按地形分水岭圈定的汇水面积;计算降雨入渗量时，则采用地形地质条件相结合所圈定的集水面积。当隧道位于垂直渗流带时，集水面积仅考虑与隧道有关的洼地、漏斗、落水洞及竖井等，并用洼地渗入量法计算降雨渗入量;当隧道处于垂直渗流带以下时，则要考虑与隧道有关的所有集水面积，并用水均衡法计算降雨渗入量。

(2)计算降雨渗入系数时，力求用实地观测的降雨量、蒸发量、地表径流量、泉流量及地下水位等数据，且用相关分析法处理这些数据。

(3)由于日降雨渗入量不一定能在一日之内全部转化为隧道日涌水量。因此，根据观测或试验资料，在计算渗入量转化为隧道日涌水量时，公式中考虑了一个与时间因素有关的系数。

水均衡法最大的优点是适合于任何不同水文地质条件的隧道涌水量计算，但运用该方法评价的涌水量的准确程度取决于各均衡项和均衡要素的确定，对于埋藏比较浅的隧道，即隧道涌水对天然地下水流场改变不大的情况下，利用一个水文年以上的天然地下水动态观测资料，一般可以较准确地对隧道涌水量进行比较准确的预测，但是对于埋深较大的隧道，其施工涌水会较大幅度地改变天然流场的特征，此时该方法的运用要充分考虑其均衡项及均衡要素的变化，否则涌水量偏差会很大。

水均衡法的理论严密，方法简明，因此任何用其他方法计算得到的隧道涌水量都应该用均衡法加以检验，与此同时还要充分利用和发掘长期的水文观测、短期的暴雨观测以及隧道已施工段的涌水量观测等资料中蕴涵的地下水系统的信息，提高对地下水系统结构的认识，从而提高涌水量预测的精度。