清水河是渭河的二级支流，这里地处陇西黄土高原，地貌特征为典型的黄土梁峁、沟壑和河谷地形，河谷地带分布着丰富的古文化遗址。在距今五至八千年前，甘肃东部渭河流域气候温暖湿润，动植物繁多、生态环境良好，这是研究中国农业起源以及新石器时代文化产生的重要地区。

    1958年，甘肃省文管会在泾渭流域组织文物普查时首次发现该遗址， 1988年1月13日，经国务院批准公布为第三批全国重点文物保护单位。

    1978—1984年，甘肃省博物馆文物工作队进行了大规模的考古发掘。1995年，又做了补充发掘。先后发掘10个区域、163个探方、6个探沟，总共发掘面积14752平方米。相继清理新石器时代房屋遗迹240座、灶址98个、柱基2处、灰坑和窖穴325个、墓葬65座、窑址35座以及沟渠12段。出土陶器4147件、石器1931件、骨角牙蚌器2227件、兽骨17000多件以及数十万残陶片。1990年11月，开始整理与报告的编写工作。2002年底完成。

    大地湾遗址文化层堆积较厚，大多都在1—2米之间，少数地段厚达3米许。第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ发掘区，遗迹之间的叠压打破关系复杂，多数探方地层可划分为5层，主要包括前仰韶文化和仰韶文化遗存。第Ⅱ、Ⅷ区均为仰韶文化遗存，多数探方地层可划分为4层。Ⅵ区仅发掘H500，为常山下层文化遗存。山上的Ⅴ、Ⅸ、Ⅹ发掘区主要遗存为仰韶晚期文化，多数探方地层可划分为4层，但Ⅸ、Ⅹ区的上层还有少量的常山下层文化遗存。根据研究整理的成果，得知它们主要包括前仰韶文化、仰韶文化早中晚期、常山下层文化等5个阶段的遗存。依据地层关系及出土物，划分为五个文化期。

    第一期文化遗存是西北地区早期偏晚阶段的新石器时代文化，碳测年代数据约为距今7800——7300年（经校正，下同）。聚落建于较低的河旁Ⅱ级阶地。房址周围既有灰坑，也有墓葬。房屋系地穴较深的圆形半地穴建筑。陶器以夹细砂褐陶为主，大多为圜底器、三足器，还有少量的圈足器、平底器，流行交错绳纹，钵形器口沿内外常饰红色彩带，这是我国最早的彩陶。石骨器种类较少，磨制较粗，有一定数量的打制石器。仰韶文化极有可能源于大地湾一期以及同类遗存。我们暂将上述遗存统称为前仰韶文化。

    第二期文化遗存属于仰韶文化早期，碳测年代数据约距今6500——5900年。本期内涵丰富，出土陶、石、骨、角、牙、蚌器达3271件，房址156 座，聚落由Ⅱ级河边阶地扩展到Ⅲ级阶地。聚落由壕沟围成椭圆形，中心系广场和公共墓地，房址以广场为中心呈扇形多层分布。房屋为半地穴建筑，除2座为圆形外，其它均为长方形或方形。居住面为草泥土，灶坑以瓢形、圆形为主。出现室内窖穴和袋状窖穴。陶窑较原始，火煻、窑室大多未完全分离。发现15座成人墓葬、6座儿童瓮棺葬。成人墓均为长方形竖穴土坑、单人仰身直肢，随葬陶器组合一般为圜底钵、双唇罐、葫芦瓶、细颈壶等，不见石器。陶器以细泥、夹砂红陶为主，典型器物为圜底钵、迭唇或卷唇盆、葫芦形口尖底瓶、侈口双唇深腹罐、弦纹浅腹罐、敛口瓮、尖底缸等，彩陶主要为黑彩，图案有宽带纹、生动活泼的鱼纹及各种直线、圆点、弧线构成的几何纹。制陶已开始使用慢轮。有成套的农业加工工具如碾磨石、棒、盘，磨制较精的如石铲、石斧。极少量的玉凿、玉锛此时已出现。骨器以骨笄、骨镞、骨锥为大宗，骨体石刃器独具特色，体现出骨器在人类生活中的不可替代的重要作用。二期遗存与陕西关中的半坡类型大同小异，称作大地湾二期类型为宜。

    第三期文化遗存属仰韶文化中期，年代大约为5900——5500年。聚落已扩展到河边Ⅲ级阶地后缘以及山脚下。房屋仍为长方形或近方形半地穴建筑。袋状窖穴较前增多。窑址为横穴窑，火煻与窑室分开，窑室内出现环形火道。陶器以细泥红陶、夹砂红陶为主，还有少量的泥质橙黄陶和灰陶以及夹砂褐陶。典型器物有敛口平底钵、曲腹彩陶盆、双鋬盆、双唇口尖底瓶、腹饰弦纹、绳纹的鼓颈罐和短颈罐、大口小底缸、曲腹瓮等。彩陶发达，绝大多数为黑彩，偶见红、白彩，图案绚丽精美，线条生动活泼，有弧边三角纹、勾连纹、花瓣纹、豆荚纹、网格纹等，主要由圆点和弧线组成。大地湾第三期遗存与豫晋陕交界区的庙底沟类型在陶器形制和彩陶花纹上存在较明显的差别。我们认为应将甘肃东部、关中西部的仰韶中期另立类型，称为大地湾三期类型。

    第四期文化遗存为仰韶文化晚期，碳测年代数据约距今5500——4900年，是遗址中覆盖面积最广的、内涵最为丰富的遗存。大地湾仰韶晚期中心遗址为进一步探讨中华文明的起源以及西北地区在文明形成过程的作用提供了典型的范例。聚落主体座落在背山面河的山坡上，两侧以沟壑为天然屏障，山坡中部以大型原始宫殿式建筑作为公共活动中心，周围分布着数个房址密集的居住区，形成众星捧月的格局。房屋均为平地起建的长方形或近方形建筑，平面大多呈“凸”字形或“吕”字形，居住面有草泥土、料姜石、白灰面，其中以轻骨料、砂石、料姜石粉混凝而成的类似现代水泥地面极具特色。其中，以占地面积在420多平方米多间复合式的F901代表了仰韶文化晚期取得的建筑成就。灰坑形制种类复杂多样，袋状窖穴内常出有成组器物和炭化粮食。窑址一般由圆形窑室和长方形火煻组成。窑室内设置环形火道或叶脉形火道。陶质分为泥质、夹砂两大类，陶色有红、橙黄、灰、红褐、黄褐、灰褐等。以敛口钵、平底碗、浅腹盆、平沿或喇叭口尖底瓶、矮颈或高细颈壶、侈口夹砂罐、尖唇或方唇或圆唇缸、圆唇夹砂瓮、四足鼎等为主要器形。夹砂陶器多饰附加堆纹带。彩陶以黑彩为主，少量为红彩，图案以圆点、弧线和少量直线构成，有弧线三角纹、花瓣纹、漩涡纹、网格纹、平行线纹等。还有个别的蛙纹、写实动物纹。出现白色、朱红色彩绘。部分石器制作相当精细，石刀大量增多，新出现较多“T”字形笄。陶刀、陶环和陶角数量和品种比前成倍增加。四期遗存总体文化面貌接近关中西部，但存在较突出的地方特点，最为醒目的当为彩陶比例大于关中等地，不宜归为西王村类型或半坡晚期类型，我们主张命名为大地湾四期类型。

    第五期文化遗存年代大约在距今4900——4800年前后，仅出土少量遗迹遗物。这类遗存在渭河流域是首次发现，主要分布在海拔1550米以上的半山地区。房址为平地起建的白灰面建筑。陶器以敛口钵、平底碗、平沿盆、浅腹平底盘、小口鼓腹壶、桶腹罐、单耳罐、尖底瓶等为主要器型，开始使用横篮纹。这是仰韶文化向齐家文化的过渡性遗存，我们将其归为常山下层文化。

    大地湾遗存为甘肃东部史前考古树立了距今7800——4800年的断代标尺，建立起较为完整的史前文化发展序列，使西北地区新石器考古研究取得了突破性进展。大地湾考古以不容置疑的事实表明甘肃是中华古文化的发祥地之一。

    大地湾考古的显著特点和重要收获之一是发现了240座房址，可谓一部史前建筑的发展史。大地湾提供了聚落在同一个遗址内历经三千年的发展轨迹，揭示了从小到大、从河边阶地扩展到山地的演进过程，其中二期各段聚落的变化、四期聚落的布局和规模，都是前所未见的新鲜资料。大地湾四期聚落的宏大气势显示出它已成为清水河沿岸的中心遗址，或许将之视为城址的前身更为妥当。它的出现标志着原始社会正处在向文明社会转折过渡的重要阶段。

    动植物遗存鉴定分析结果充分地说明，生态环境在几千年间发生了沧桑巨变，大地湾古环境与今天截然不同。当时的生态环境与亚热带地区相似，气候比现在温暖湿润的多。大地湾史前文化的三千年间，自然生态环境也不是一成不变的。动物骨骼、骨器出土数量以及动物种群的数目总体上呈下降趋势，表明环境的恶化。与这种变化同步的是史前农业的发展、聚落的不断扩大以及人口的成倍增加。大地湾的环境变迁对于我们探讨人类和环境关系具有典型意义。