在管流或明渠流中，因为摩擦或涡流之阻力，流体运动必须由能量较高的位置，流到能量较低之位置，两个位置之能量差除以流体两点之运动距离，称之为能量梯度。能量一般由动能、压力能、及重力能所组成（如图），如以能量头表示，能量梯度即可写为： 上式中，p为压力；γ为单位体积流体之重量；Z为高程；V为流速：L为距离；He为能量头损失。
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