噴泉的原理是個(gè)動(dòng)量守恒,從大半徑管道到小半徑管道,產(chǎn)生一個(gè)速度的變化,沖向背離地面的方向。 大半徑的速度由泵帶動(dòng),小半徑中的速度是原來速度,與動(dòng)量轉(zhuǎn)化速度。需要選擇一個(gè)微元計(jì)算動(dòng)量守恒,這樣能求出一個(gè)速度,這個(gè)速度是出口速度,然后就是一個(gè)上拋運(yùn)動(dòng)了,這個(gè)是理想的情況,沒有摩擦,沒有風(fēng)。
17-18世紀(jì),噴泉在歐洲城市盛極一時(shí)。的如法國凡爾賽宮的太陽神噴泉,俄國彼得宮的帶雕像群的大瀑布噴泉。羅馬有3000多個(gè)噴泉,被稱為噴泉之城。也有一些寓意很深的噴泉小品,如布魯塞爾的于廉噴泉。它刻畫了一個(gè)正在聚精會(huì)神地撒尿的孩子,相傳敵軍侵占布魯塞爾后要炸毀城里的珍寶館,小于廉發(fā)現(xiàn)燃燒著的導(dǎo)火線,急中生智,朝導(dǎo)火線撒了一泡尿;珍寶館保住了,小英雄卻壯烈犧牲。為了表彰他的功績,1619年建造了這個(gè)噴泉。
到20世紀(jì),噴泉發(fā)展成為一種大型水雕塑,用水柱構(gòu)成各種形態(tài)。如日內(nèi)瓦萊蒙湖上聳入云表的大噴泉,建于1958年,它用兩臺(tái)1360馬力的水泵,將水噴到145米的高空。夜晚,巨型探照燈照射著銀色水柱直劃夜空,景色壯觀。
中國古典園林崇尚自然,力求清雅素靜,富于野趣。在園林理水方面重視對(duì)天然水態(tài)的藝術(shù)再現(xiàn)。對(duì)于人工造成動(dòng)態(tài)水的噴泉應(yīng)用較少。《漢書·典職》記載:在漢上林苑中有“激上河水,銅龍吐水,銅仙人銜杯受水下注”的設(shè)施?!顿Z氏談錄》記載:“唐代華清宮御湯池中“有雙白石蓮,泉眼自甕口中涌出,噴注白蓮之上”?!堵尻柮麍@記》記述董氏西園中有水自花間涌出。有的水景保存至今,如建于南宋淳佑年間(1241-1252)杭州黃龍洞的黃龍吐水。
18世紀(jì),西方式的噴泉傳入中國。1747年清乾隆皇帝在圓明園西洋樓建“諧奇趣”、“海晏堂”、“大水法”三大噴泉?!按笏ā钡闹醒胨刂杏惺汇~狗,口中齊射急流,直指銅鹿,稱為“獵狗逐鹿”。
在“海晏堂”,有身穿羅漢袍的“十二生肖”像,每個(gè)生肖都能噴水,用以報(bào)時(shí)。這是由人工操縱的提水機(jī)械──龍尾車扭水旋轉(zhuǎn)上升,形成高位水,由機(jī)械控制,每隔一個(gè)時(shí)辰(相當(dāng)兩小時(shí))由十二生肖依次噴水,到正午時(shí)分,十二個(gè)生肖同時(shí)噴水。
旱噴泉,也稱旱地噴泉、旱式噴泉,簡(jiǎn)稱旱噴。它是指將噴泉設(shè)施放置在地下,噴頭和燈光設(shè)置在網(wǎng)狀蓋板以下。在噴水時(shí),噴出的水柱通過蓋板或花崗巖等鋪裝孔噴出來,以達(dá)到既不占休閑空間又能觀賞噴泉的效果。水池、噴頭、燈光均隱藏在蓋板下方,水柱通過蓋板蓋板之間的小孔噴出,不噴水時(shí)表面整潔開闊。