一定时段内农田来水量和去水量之间的平衡计算。可用如下方程表示：

△W＝∑W_i-∑W₀

式中 △W为农田盈亏水量；∑W_i为农田各项来水量之和；∑W₀为农田各项去水量之和。

应用水量平衡方程，可以分析农田水分状况，找出农田水分盈亏的原因，确定灌溉排水措施。不同类型的农田，或不同的研究目的，可以针对不同的时段和不同的农田空间部位进行分析。

水稻田的水量平衡用水量平衡方程研究水稻田水分状况时，可以针对一定时段（t）建立田面上的水量平衡方程式：

△W＝h₂-h₁＝M＋P-et-st-C

式中 h₁、h₂分别为时段初和时段末田面水层深度；M为时段内灌溉水量；P为时段内降雨量；e为时段内平均田间需水强度（单位时间需水量）；s为时段平均渗漏强度（单位时间渗漏量）；t为时段长；C为时段内排水量。

M、P是来水量，et、st和C是去水量，利用这个水量平衡方程式，根据各项参数的观测和预报，可以确定水稻田的灌溉制度、排水时间及排水量。泡田期，h₁为泡田开始田面原有水层深度，h₂是泡田末即栽秧时要求的田面水层深度，e为稻田水面蒸发强度。当降雨量及各项去水量已知时，可计算出泡田定额m。在栽秧后的生长期内，不同生长阶段对水分的要求不同，每一阶段有一个适宜水层深度上限h_max和下限h_min，降雨时可以将上限提高到允许最大蓄水深度h_p，以便充分利用雨水。

用水量平衡法拟定水稻灌溉制度时，首先将水稻生长期划分为若干时段，并对每一时段进行水量平衡分析。如某时段h₁、P、et及st已知，若h₁＋P-et-st＜h_min，则应灌水、取灌水定额m≤h_max-h_min，则h₂＝h₁＋P＋m-et-st。若h₁＋P-et-st＞h_p，说明该时段内降雨太大，需要排水，排水量C＝h₁＋P-et-st-h_p，（h₂＝h_p）。若hm_in≤h₁＋P-et-st≤h_p，则h₂＝h₁＋P-et-st，说明该时段内不需灌溉也不排水。在进行下一时段水量平衡分析时，应将本时段计算出的h₂当作下一时段的h₁，这样逐段进行水量平衡分析之后，即可求得水稻田整个生长期的灌溉和排水的时间和数量。这种分析方法列表进行时叫列表法。作图进行时叫作图法，见图1。该图表示水稻某生长阶段水量平衡关系，横座标表示时间，纵座标表示田面水层深度，斜线的斜率为-（e＋s），（e＋s）称耗水强度，作图时，从某一时间已知的稻田水层深度开始，以时段对应的一（e＋s）为斜率作斜线，遇降雨（P₁，P₂……）或灌水（m₁，m₂，……）按水量向上作垂直线段，排水（C₁，C₂……）时按水量向下作垂直线段。照此法可作出一条水稻生长期稻田水深过程线。过程线上的每一点表示相应时间（横座标）的稻田水层深（纵座标），灌溉和排水的时间和数量可从图上得到。作图法概念清楚，形象化、列表法若时段划分恰当，则水量计算比较精确。采用浅灌和湿润灌溉相结合的灌水方式时，稻田表面在某些生长阶段无水层，并允许根系吸水层土壤含水量小于饱和含水量，这时，可把水量平衡分析的空间扩大至某一土层深度，将水稻根系吸水层的含水量与田面水层统一计算。

图1 水稻田水量平衡分析图

旱田的水量平衡旱作物在生长过程中，计划湿润层内水量平衡关系如图2所示。土壤计划湿润层水量平衡方程式如下：

△W＝W₂-W₁＝P.＋K＋W_T＋m-S_d-et

式中 W₁、W₂分别为时段初、时段末土壤计划湿润层内的贮水量；P_c为时段内的入渗雨量，即降雨量与地表径流量之差；K为时段内地下水补给量；W_T为计划湿润层加深部分的原有贮水量，当时段末土壤计划湿润层（H₂）与时段初计划湿润层（H₁）相同时，数值为零；S_d为时段内由计划湿润层渗入深层土壤的水量，一般由过大的降雨量或灌水量产生；其它符号意义同前。

图2 土壤计划湿润层水量平衡示意图

利用上式可以研究计划湿润土层内含水量的变化，预测土层含水量。将各时段的土层含水量，与适宜作物生长的土层含水量上限W_max和下限W_min进行比较，可以确定作物是否需要灌溉（或产生深层渗漏），及灌水（或深层渗漏）的时间和灌水量（或渗漏水量），拟定出旱作物灌溉制度。