所謂的“十二獸首”是指：長春園海晏堂前的噴泉池有一尊巨型的石雕貝殼，在石貝前的八字臺上，分別陳列著十二隻生肖獸首（鼠、牛、虎、兔、龍、蛇、馬、羊、猴、雞、狗、豬）青銅雕像，每天按子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥的時辰順序，各自輪流噴水一個時辰，由獸口噴出，正午時分十二獸首同時噴水，週而復始。

這一組水法建築的設計者是耶穌會傳教士蔣友仁（P. Mithel Benoit），他顯然是受到了同時代歐洲凡爾賽宮阿波羅噴泉（Bassin d’ Apollon）、呂內維爾宮（Château de Lunéville）的前置疊落式噴泉等噴泉景觀藝術的影響。

水法噴泉的原理是先製造一大型抽水機，將水抽入一大水池，稱其為“蓄水樓”，建築外觀呈現工字形，蓄水量可以高達180噸，為了防止漏水池內皆用錫板焊成。“蓄水樓”的東、西側樓有水井，並設有軋水機，可以吸水注滿水池，再由此接通水管到前面的噴水口。由於“蓄水樓”的水面高於噴水口，水就可以藉助重力作用到達獸口噴出，其噴水時間也是受到機械控制。

我們注意下面這份名為《長春園西洋樓全部地樣》的樣式雷水法圖（圖上有我的文字標註解釋），圖上很明確地畫出貝殼、水池、十二獸首的位置，以及生肖水池與蓄水樓之間的聯絡，特別是蓄水管道穿越海晏堂直至大貝殼的過程。這就是海晏堂水法的基本原理。

海晏堂的水法工程早在乾隆二十二年（1757年）就已經開始動工，隨後逐漸得到完善。可惜的是，隨著蔣友仁於乾隆三十九年（1774年）去世後，無人再能懂得海晏堂水法的運作原理，這一處景觀也就逐漸荒廢了。

圓明園西洋樓是乾隆皇帝下令修建的，由西方傳教士義大利人郎世寧（Giuseppe Castiglione 1688-1766年）和由當時供職宮廷畫院如意館的耶穌會傳教士法華人蔣友仁（R.Michel.Benoist 1715-1774年）設計監修，中國匠師建造。1747年（乾隆十二年）開始籌劃，1751年（乾隆十六年）秋季建成第一座西洋水法（噴泉）工程諧奇趣，1756年-1759年（乾隆二十一年至二十四年），基本建成東邊花園諸景，1783年（乾隆四十八年）最終添建成高臺大殿遠瀛觀。最終形成了壯觀的西洋樓群。到1860年圓明園被毀，一共存在了不到一百年。

1834 德國雅可比發明直流發動機，1888南斯拉夫裔美華人特斯拉發明了交流電動機，直到1879年，德國西門子公司交付並安裝中國有史以來第一臺發電機，用於上海港照明，這時中國才有了真正意義上的電源，而這個時代，乾隆皇帝早死了，圓明園也早毀了，所以在圓明園大水法的十二獸首噴泉上，是不可能用上增壓水泵和電源的。

大水法十二獸首之所以能噴水，不是靠水泵，而是在旁邊修建了一個巨大的蓄水池，利用水的落差來解決水力問題，以此讓誰在流動、噴湧、飛濺中產生意趣橫生的效果，現在的西洋樓殘跡中，依然能在大水法和海晏堂中間地帶看到一個十多米高的夯土臺子，其頂層曾有兩處水法共用的蓄水池，作用相當於後來的水塔。

水塔中的水透過不同規格的銅管輸送，輸水距離最遠者達百餘米。為了防滲，蓄水池用錫板焊制而成（因此有錫海的俗稱），一次可蓄水100多立方米。嘉慶曾在詩中對此有過描述：“運水由樓頂，發機務審詳。周流雖盡妙，滲漏亦須防。”

早期蔣友仁在設計時，曾在蓄水池兩側還建了水車房，裝有轉輪類的機械提水上樓，節省了不少人力。建成後沒有幾年，水車輪盤時常出現故障，畢竟蔣友仁也不是搞機械出身，所以水法時好時壞，乾隆皇帝覺得修它太麻煩，而且他在乎的是水法的奇趣，對機械裝置不大感冒，於是下令改為人力提水，專門僱用8名壯工運用轆轤加大罐的方式打水上樓。畢竟人工背水還是很費勁的，而皇帝也不是天天待那兒看噴泉，所以後來大水法一般只在皇帝或後宮臨幸時才放水。原來估計十二生肖輪流噴水報時也可能有某種機械控制，但也有人分析，噴泉報時的效果可能只是太監在後麵人工控制而已。