定義
土壤層水分平衡指包氣帶土層水分的補給、排泄及調蓄關係，包括各要素的計算、相互關係及變化過程分析。包氣帶土壤層是陸地水循環的中心樞紐，它聯繫著大氣水、地表水和地下水，並在其中通過土壤水進行轉化。
分析
從包氣帶土層的水分系統來看，輸入項有大氣降水的直接補給量P、大氣凝結水Cm、潛水的毛管上升水量Eg、灌溉水量I及壤中流流入量Q1；輸出項有地表總蒸發量E、土壤重力水的下滲量Pg、灌溉回歸水量Ig、地表徑流量Rs、壤中流流出量Q2。時段的土壤層水分平衡方程式為：P+Eg+Cm+Q1+I=E+Pg+Ig+Rs+Q2±△W，式中△W為土壤層調蓄水分變化量。壤中流難以測定和計算，可歸納在地表徑流中，在無灌溉的自然情況下，簡化並調整後的土壤層水分平衡方程式為：P+Cm－Rs=E+（Pg－Eg）±△W左側為大氣供給土壤層的水量，右側（Pg－Eg）為土壤層與地下水交換的水量。研究某一時段始、末的土壤水狀況及其變化過程，是土壤層水分平衡的主要內容。
研究意義
土壤水的運移機理、傳導與擴散規律及與土壤、植被等介質的關係是研究土壤層水分平衡的基礎和關鍵。通過土壤層水分平衡的分析研究，可以確定不同條件下各水體間的數量關係和土壤—植物—大氣系統的水體轉化過程，為實現人工控制和調節提供依據。
