水电站水头是水利发电中至关重要的技术参数，指水从上游水库流向下游时产生的垂直高度差，通常以米为单位。水头的大小直接影响水电站的发电效率和装机容量，是水电站设计与运行的核心指标之一。

根据水头高低，水电站可分为三类：低水头电站（水头低于30米）、中水头电站（水头30-100米）和高水头电站（水头超过100米）。不同类型的水电站需采用相适应的水轮机组，例如低水头常选用轴流式水轮机，高水头则多用冲击式水轮机。

水头的作用原理基于能量转换：水从高处落下时，势能转化为动能，推动水轮机旋转，进而带动发电机产生电能。根据伯努利方程，水头发电功率与水头高度和流量成正比，即功率P=ηρgQH（其中η为效率，ρ为水密度，g为重力加速度，Q为流量，H为水头）。因此，在相同流量下，水头越高，发电能力越强。

在实际应用中，水头受多种因素影响。自然条件如地形落差决定了理论水头上限，而工程因素包括引水系统设计、水库调度和输水管道摩擦损失等也会造成实际水头的变化。例如，长距离引水隧洞会因摩擦而减少有效水头，需在设计中充分考虑。

水头管理对水电站运行至关重要。通过优化水库水位控制和机组运行方式，可以最大化利用可用水头。在多目标水利工程中，水头还需兼顾灌溉、防洪和生态需求，例如在汛期适当降低水头以保障大坝安全。

随着水电技术发展，水头利用方式不断创新。抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的多余电能将水抽至高位水库，在用电高峰时通过高水头放水发电，实现了能量的时空调配。这种灵活运用水头的方式，为电网调峰和可再生能源消纳提供了重要支撑。

水电站水头不仅是简单的物理参数，更是贯穿水资源开发、能源转换和工程优化全过程的关键要素。科学合理地利用水头资源，对推动清洁能源发展和实现可持续发展目标具有重要意义。