热力学第一定律指出：对于任何给定系统和时间间隔，总能量变化等于传递到系统的热量与系统对其周围物体进行的工作之间的差。从水力方面来说，流体的总能量变化不会考虑其能量的内部（分子）形式（例如电能和化学能）变化，因为这些能量通常相对较小。

从水力方面来说，能量通常表示为能量/单位长度产生的单位重量。在水力系统中的任意点，流体的总能量由三个分量组成，这三个分量可表示为等效方程或水头：

通过将总能量转换为等效水头，可以在管道剖面图或贴图上按照与高程相同的比例，为系统中的任意点绘制总能量，从而使工程师可以相应地将变化可视化为坡度或等值线。这可让人们更好地理解系统的结果行为，尤其是在查看 EPS 或瞬时分析的结果时。其次，此能级与管道高程之间的差等于总表压。