水流（液体流）的每一单位重量所含有的能量就是总水头，总水头(H)由三部分所构成，即位置水头(z)、压力水头(p/γ)及流速水头(V2/2g)，可写成下式： 上式中，H 为以某一水平基准面（如图所示）起算之总水头值；p为水压（相对于大气压）；γ为单位体积的水（或液体）重量；V为水流速度；g为重力加速度。水流因为有黏性，所以在流动时就会有能量损失。现若沿水流方向不同断面位置的总水头值绘出其变化状况，构成一曲线即为能量线。由能量线变化的缓急，可以了解到水流沿程能量消耗率的大小。能量线之梯度（如图中之－ΔH/Δx）则表示单位重量之水（或液）体在流动过程中之单位行程所消耗的能量。