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Im Großen Garten Herrenhausen stellte die Wasserversorgung der zahlreichen Wasserspiele und vor allem der Großen Fontäne im 17. Jahrhundert ein großes Problem dar. Gottfried Wilhelm Leibniz kam schließlich 1696 auf die Idee, die Leine aufzustauen, eine Verbindung zum Garten zu bauen und den Fall des Flusses für ein Wasserhebewerk zu nutzen.

Damit die Leine trotz der notwendigen Stauhaltung weiter schiffbar blieb, wurden seit 1718 der Ernst-August-Kanal als Umflutkanal ausgeschachtet und eine Schleuse gebaut. Das Wasser wurde bis zu 3,20 m aufgestaut und bewegt fünf 9,35 m große Wasserräder, die nach einer Erfindung des Engländers Holland von seinem Landsmann J. Benson mit seinen Gehilfen Andrews und Cleevers angefertigt wurden. Nach Korrekturen des Bleirohrsystems konnte die Große Fontäne 1720 schließlich bis auf 35 m hoch aufsteigen.
1861 – 63 wurde diese Konstruktion nach Plänen von Heinrich Hagen durch zwei 8,47 m hohe Wasserräder und 4 Pumpenmaschinen aus der Egestorffschen Maschinenfabrik mit einer reinen Nutzleistung bis 186 PS ersetzt. Das Gebäude mit der gotischen Dreiturmfassade wurde1864 nach Plänen von Georg Heinrich Schuster und Richard Auhagen gebaut.
Seit 1956 wird die große Fontäne durch eine elektrische Umwälzpumpe bis auf 82 m Höhe gebracht, die Maschinen der Wasserkunst dienen zur Auffüllung der Graft.