管段水头损失的计算也是管网计算的主要任务之一。当管段的设计流量和管径确定后，就可计算水头损失。在室外给水管网计算中，通常只考虑沿管线长度的水头损失，忽略配件和附件的局部水头损失。但在短管和配件很多的地方，应该计算局部水头损失，如水泵站内。
一、水头损失的基本计算公式
由水力学我们已知沿程水头损失的计算公式为
式中：i为单位管段长度的水头损失，或水力坡度；l为管段长度。
l是已知的，因此只要知道i就可计算水头损失。i值可根据均匀流速公式计算：
或
式中：v为管内平均流速；C为谢才系数，是反映沿程阻力变化规律的系数，通常用经验公式计算；R为管道的水力半径；D为管道内径；g为重力加速度；λ为阻力系数（λ=8g/C2），依管材性质而定。
水力坡度i也可用流量q表示：
式中：a为管道比阻。
因此，沿程水头损失公式可表示为
式中：s为管道摩阻。
沿程水头损失的一般公式为
一般取指数n=2，故可得式（5-15）。
管道比阻与管内的水流状态有关：
（1）层流区：比阻值与管径和雷诺数Re有关，与管壁粗糙度无关。塑料管和玻璃管中的水流属于这种流态。
（2）过渡区：比阻值与管径、Re数及管壁粗糙度有关。旧铸铁管和旧钢管在v＜1.2m/s时及石棉水泥管在各种流速时，管内水流均属于这种流态。
（3）阻力平方区：比阻值仅与管径及管内壁粗糙度有关，而与Re无关。旧铸铁管和旧钢管在v≥1.2m/s时，管内水流属于这种流态。
在给水管网中，层流比较少见，水流状态一般为过渡区和阻力平方区，在这两个区，沿程水头损失与流速（流量）的1.75～2.0次方成正比。
二、常用的水力坡降计算公式
C值、λ值、水力坡降通常采用经验公式计算。目前我国常采用的水力坡降公式为舍维列夫公式和巴甫洛夫斯基公式，西方国家多采用海曾-威廉公式和柯尔勃洛克公式。
1.舍维列夫（Φ.А.Щевелев）公式
适用于旧铸铁管和旧钢管，水温10°C时：
根据上述两式的关系，已将q、v、D、i编制成水力计算表，只要知道其中2个元素，就可从表中查出另外2个元素的数值。水力计算表可见给水排水设计手册。
新铸铁管和新钢管也有各自的i值计算公式。它们的水头损失一般比旧管道的小，但在使用几年后，水头损失会有所增加。在给水管网设计中一般按旧管计算水头损失，以保证供水的安全性。(www.xing528.com)
根据i=aq2，可以推导出v≥1.2m/s时，比阻a的舍维列夫公式，并据此算出a值，见表5-1。
表5-1 舍维列夫公式的比阻a值（q以m3/s计）
当v＜1.2m/s时，应将a值乘以修正系数K，K值见表5-2。
表5-2 修正系数K 值
2.巴甫洛夫斯基（Н.Н.Павловский）公式
适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道的水力坡降计算。
谢才系数C值为
式中：n为管壁粗糙系数；R为水力半径；y为指数，当n＜0.02时，可采用1/6。
在设计中，混凝土管和钢筋混凝土管一般也按旧管考虑，n值常采用0.013～0.014，因此可得出以下公式：
式中：q为流量，m3/s；D为管径，m。
钢筋混凝土管的i值可直接查水力计算表得到。渠道的n值与其表面敷设的材料有关，可查水力学等书籍；i值可查给水排水设计手册中的有关图表。
由i值与比阻a值的基本关系式，可得出巴甫洛夫斯基的a值公式及a值，见表5-3。
表5-3 巴甫洛夫斯基公式的比阻a值（q以m3/s计）
3.海曾-威廉（A.Hazen，G.S.Williams）公式
式（5-21）是美国设计给水管网时最常用的公式。
式中：q为流量，m3/s；D为管径，m；C为与管道材料有关的系数，见表5-4。
4.柯尔勃洛克（C.F.Colebrook）公式
式中：λ为阻力系数；k为绝对粗糙度，其值见表5-5；Re为雷诺数。
求出λ值后，即可由前述均匀流公式（5-13）求出i值。
表5-4 各种管材的海曾-威廉系数C值
表5-5 绝对粗糙度k值
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