从地理学来看，溺谷湾最显著的特征之一，就是海岸在长年累月的潮水冲击下，会堆积形成沙堤。七星岗东南方的松岗，就横亘着一道高出珠江准点平原一米多的沙堤。这一发现，吸引地貌学者纷至沓来，随后在赤沙、鹭江、赤岗，陆续发现了古沙堤的痕迹。遥想当年，这个熙熙攘攘的闹市区，曾经浪涛汹涌。
人们在中山四路发掘出一个秦代遗址，有部分学者判断为造船的船台，这意味着，秦、汉时中山四路以南，便是溺谷湾的滩涂水岸，否则船只无从下水。在遗址下面的淤泥中，采到了几十枚泥蚶，这是生活在咸水中的软体动物。有趣的是，它们的贝壳是闭合的，属于自然死亡，并非人们食用后丢弃的空壳。这表明当时中山四路以南的珠江水，就像海水一样是咸的。
直到1970年代，广州人仍习惯把穿城而过的珠江称之为“海”。天字码头、沿江路一带称为“海皮”；渡江叫做“过海”；城厢内外有多条“海傍街”。有人认为这只是方言，并非真的说大海。但早在《汉书》就说番禺（广州）“处近海”，作者班固是陕西咸阳人，应该是说关中语，但关中语并没有把江说成海的习惯。三国东吴中书丞华覈上表推崇交州刺史陆胤时，亦称广州“州治临海，海流秋咸”。华覈是江苏丹徒人，也不懂广州方言。另一位交州刺史步骘评价广州地理：“斯诚海岛膏腴之地，宜为都邑。”他把广州形容为海岛，其实更像一个半岛。步骘是江苏淮阴人。唐代诗人高适留下了诗句：“海对羊城阔，山连象郡高。”他是河北景县人。宋代诗人杨万里的诗：“大海更在小海东，西庙不如东庙雄。”他笔下的大海，是指扶胥南海神庙一带，而小海则指今荔湾地区。杨万里是江西吉水人。
这些外省人都不熟悉广州方言，却不约而同采用了“海”的说法。可以推断，广州人把珠江称为海，既不是方言，也不是井蛙之见，把江河误作大海，而是千万年前对大海的记忆，代代相传，留存下来了。濒海地区，往往受咸潮影响。广州直到明朝，日常生活仍深受咸潮的困扰。每年冬季枯水期，咸潮便会从南海汹涌而至，直灌入城，连井水都是咸的，每逢夏秋台风季节，经常发生水淹。
从侏罗纪至白垩纪，燕山期岩浆不断大规模侵入，至第三纪的喜马拉雅造山运动，在广州地区形成了瘦狗岭断裂带、广从断裂带和广三断裂带这三大断裂带。沿海地貌出现先降后升的变化，从海里冒出的沙洲、岛屿越来越多，南沙、番禺至虎门出海口，大小岛屿，星罗棋布。广州著名的三石：海珠石、海印石、浮丘石，原来都是沉浮于海中的小岛。
宋人方信孺形容广州的地形，是“万山滚滚尽东来”。大庾岭自北逶迤而来，至广州分为三十余峰，逐级而下，白云山为第一级，越秀山为第二级，禺山、番山为第三级。明末清初人屈大均在《广东新语》中描述：“自白云蜿蜒而来，为岭者数十，乍开乍合，至城北耸起为粤秀，落为禺，又落为番。禺北番南，相引如长城，势至珠江而止。”
番、禺二山在南汉时已经消失。考其位置，番山大约起于今越华路，沿旧仓巷、文德路向南伸至文明路，西及北京路、西湖路。禺山大约起于广大路西端路口，经财厅前、南越王宫博物馆、城隍庙，至仓边路与中山四路交汇处止，以聚星里为最高处。从高处俯瞰，二山略呈丁字形，或可以说呈三角形，山势并不算雄大。屈大均推测，番、禺二山应该很大，所以番禺县才会以它们命名，不会只是城中这两座“特培塿耳”的小山。
但屈大均没有解释，为什么一定是番禺县以番、禺二山得名，而不是反过来？历史的真相，也许是任嚣或赵佗在这里建立郡治时，登山临水，一时兴起，才把这两座无名小“培塿”，以番禺县的地名，分别命名为番山、禺山呢？
远古时代，番、禺二山与越秀山是一体的，是同一座山的不同山头，并非截然分开的三座山。正如越秀山还有越井岗、象岗、蟠龙岗、桂花岗、木壳岗、长腰岗、鲤鱼头岗等不同的山头。1954年在越秀山镇海楼后面，发现唐代天祐三年（906）的王涣墓，墓志有“番山之左，越井之下，以卜以筮，可封可树”之句，似乎证明越秀山也叫番山。其实，所谓“番山之左，越井之下”，更多是出于骈文骊句的要求，追求对仗工整而已。
越秀山的北面是白云山。这两座山也是一体的，越秀山是白云山的余脉。蒲涧清溪，飞流直下，从濂泉向西汇入金钟塘，在上下塘掉头向南，在越秀山东麓一分为二，一支沿今吉祥路、教育路而下，从北京街西侧汇入仙湖（今西湖路）；另一支经今小北路、仓边路，从中山四路注入珠江。文溪宽阔浩大，风帆可过。仓边路一带，布满河汊水道、曲渚回湾，夹岸丰草绿缛，佳木葱茏，鸟鸣在枝，鱼跃在水。
大东门以东，统称 “东山”。南部虽有冲积平原（沙洲），但形成年代较晚，北部受瘦狗岭断裂带的挤压，连片的低丘台（岗），自北向南倾斜，延绵不绝，有蟾蜍岗、竹丝岗、木棉岗、柏子岗、马棚岗、螺岗、大眼岗、和尚岗、青菜岗、天圣岗、玉子岗、竹园岗、蚬壳岗、横枝岗、黄花岗、英雄岗、白灰牛、大云头、猫儿岗、象栏岗、大水牛岗、松岗、水均岗、龟岗、西元岗、木荫岗等，溪流沟壑，纵横交错，灌木丛生，野兽出没。明成化二十一年（1485）的《敕赐永泰禅寺碑记》，描述东山口的地理环境：“千金山列于左，卬山列于右，观音、弥陀、马鞍、白云诸山当其前，州冈山拥其后，前临白云溪，后滨珠海水，高明幽雅，真胜境也。”
西门口附近，直到三国时，还是烟波渺茫的水域。经地质钻孔，在今文化公园、天成路、大德路、宝源路、西堤、光塔路、大南路、大德路等地的地层下，都发现了蚝和泥蚶的贝壳。宝源路地层中发现的海贝年代，经鉴定为两千多年前，说明秦、汉时代，这里还是水天相连。也印证了《南海百咏续集》所说，西门口外，“汉魏时，此处尚属汪洋耳”。相传晋代葛洪在今中山七路的小岛浮丘石上炼丹，曾经从水井中捞出一株珊瑚，大家都说是海神献来的瑞物，把水井命名为珊瑚井。清代乾隆年间，有人在元妙观（今中山六路）开垦菜地，挖出了一条古船。
广州，因水而生，因水而兴，因水而美，因水而荣，曾经是一座河道如巷、水系成网的水城。无数的河涌溪流，纵横交错，千回百转，滋润着广州大地，为这座文明古城带来无限的生机。屈大均曾盛赞广州水脉：“盖会城沙水气脉，起伏周环，有情有势，真天地造设之奇。”
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