圆明园十二兽喷水原理,圆明园十二兽喷水复原图

十二生肖兽首喷泉景观是在乾隆十二年（1747年）开始设计修建。而喷泉一般有两大类，一类就是仿照天然水景制作，有涌泉、瀑布提供动力，再一类就是人工造景，现今的人工喷泉大多是由电力进行驱动。而圆明园的十二生肖兽首喷泉就属于第二种人工造景。虽然早在1600年时，英国的医生吉尔伯就发现了“电力”。

1752年时，美国的科学家富兰克林证实了自然界电的存在。但是直到1832年的时候法国人皮克西才制造出世界上第一台实验性发电机，但此时还之时实验阶段，运用的不稳定，直到1866年，德国西门子才制作出可应用的发电机。可见当时东方的清朝，在建造喷泉的时候是没有电力可供驱动进行喷水的。

为了让十二生肖兽首能够喷水，当时的设计师和工匠是费了大力气。最终想出了利用落差来形成动力，我们也知道“水往低处流”的原理，可以将水运往高处，然后借助地心引力的作用，水都会往低处流，圆明园中的水法喷泉就是靠高举蓄水池的方式来提供十二生肖供水方式。

西洋楼景区，在大水法和海晏堂中间地带，有一处高达十数米的夯土台子，它是当年所有大小水法用水所需水塔的一部分，据圆明园管理处研究员介绍，这是个实心的土台子，结结实实地顶着它上面的“锡海”，也就是盛水之塔、蓄水池，这个蓄水池一次可蓄水160立方米。

“海晏堂”的中心建筑是一座11开间的“工”字楼，楼南楼北也各有小型喷泉池。此楼即是附近各喷泉群的供水楼。楼东西两头为提水用的水车房，中段平台楼下边是海墁高台，在台上建造蓄水池，来保障各种水法的运行，就是所说的“锡海”，因为顶部曾有一个用锡板焊制的蓄水池，所以俗称为“锡海”。

锡海是海晏堂中各种大小水法的蓄水楼，整个建筑分为两层。建造蓄水池的材料也并是一般的沙土，我们也知道水是液体状态的物质，容易出现渗透的现象，所以一般的材料是不行的，现今我们有水泥混凝土等材料来修建蓄水池，但是在当时并没有这种材料，当时的蓄水池是用沙子、白灰、黄图组合成的“三合土”来修筑。

此时十二生肖所用的蓄水池有了，然后用铜管连接到各种大水法和十二生肖兽首的喷口，在当时没有电力和电动机的年代，就运用从上到下的压差，把蓄水池中水压向远近各处的大大小小的出水口，各种水法所用的水都是从水塔中压出来的。十二生肖每隔一个时辰，代表该时辰的生肖像，便会从口中喷水，在正午时分，十二生肖像口中就能同时涌射喷泉。

在最初建造之时是用提水机械的龙凤水车来提供蓄水池所需用水，而功力来说就是人力，用人力蹬踏水车，利用机械原理将水位提高，最终将水送往蓄水池中，也就将水送到“锡海”中，然后供各种水法和十二生肖兽首喷水用。

在当时没有电的时候，就苦了当时的人了，圆明园中的各种水法虽然好看，但是景色好看的背后确实有点“费人力”，为了古代皇室一时的欣赏，就需要大量人力、物力为此消耗。

在1860年10月6日英法联军洗劫圆明园，抢掠文物珍宝，并火烧了圆明园，十二生肖兽首铜像开始流失海外。之后同治帝时想修复，但因财政困难，被迫停止。在八国联军之后，又遭到匪盗的打击，圆明园终变成一片废墟。