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El área del BIC y los restos de Madinat Ilbira se sitúan en las estribaciones de Sierra Elvira, una mole caliza que, si bien no alcanza cotas muy elevadas, es parte de la cordillera Sub-Bética, formada durante los plegamientos alpinos del terciario. Sus alturas máximas no son muy elevadas, siendo su mayor cima el monte Elvira, de 1098 m de altura, pero con laderas muy escarpadas. Los materiales calizos del Mesozoico, que son su principal componente, han dado lugar a estos relieves accidentados, donde no son raros los fenómenos cársticos. No hay evidencias, sin embargo, de la actividad volcánica que se le supone a esta sierra, pero sí que existen fenómenos termales y en varias de las numerosas grutas que horadan estas montañas existen depósitos de agua calientes.
La otra unidad que marca el relieve es la llanura aluvial que forma el río Genil y sus afluentes. Este curso de agua drena el surco intrabético que divide el sistema Bético y el Penibético. En esta zona el valle se abre y alcanza, con 20 km, su máxima anchura. El origen de la depresión debe buscarse también en los plegamientos alpinos, que han creado este área de subsidencia. En ese momento existiría una lengua de mar que penetraría tierra adentro a finales del Mioceno habría ya una cuenca continental con una sucesión de una fase inicial de erosión muy fuerte y una sedimentación al final, apenas perceptible. En el Tortoniense se produce una transgresión marina con la sedimentación de areniscas. A lo largo de este periodo la cuenca se va cerrando, marcando este proceso la aparición de yesos. Los materiales de relleno de la cuenca son fundamentalmente terciarios, alterados por los movimientos de subsidencia de la zona central de la depresión y por procesos erosivos. Entre el Plioceno y el Cuaternario se generan unos depósitos de arcillas rojizas y gravas, representados sobre todo en el norte de la Vega. Las fases sedimentarias parecen culminar en el Villafranquiense, representado por blocks, materiales de muy diversa granulometría incluidos en una matriz arcillosa. Sobre esta base, que tendría unos 200 m más de altura que la actual, se han producido las fases de erosión que han vaciado la depresión. En el fondo del valle se ha generado la llanura aluvial, formada principalmente por arcillas que alcanza sus mayores dimensiones antes del encajonamiento del río Genil en los Infiernos de Loja.
El río ha generado unos depósitos de tierra muy fértiles que unidos a la importante red de acequias, fundamentalmente islámicas, han permitido el desarrollo de la agricultura. Gracias al regadío se han superado los límites impuestos por el clima continental mediterráneo. Este clima se caracteriza por la escasez y periodicidad de las precipitaciones (unos 357 mm3 al año, concentradas entre noviembre y abril) con temporadas de sequía y lluvias torrenciales bastante frecuentes, y una gran oscilación térmica, con heladas frecuentes en invierno y temperaturas por encima de 40º C en verano. La rica agricultura irrigada ha sido siempre una de las características que más se ha destacado en este espacio. Jerónimo Münzer señala la riqueza de los cultivos a finales del siglo XV, poco después de la conquista cristiana, pero que sin lugar a dudas tiene su origen mucho antes, por lo menos en el siglo VIII, cuando se emplea el termino al-Fahs aplicado a la Vega, en el sentido de un territorio cultivado y poblado. Actualmente, en la zona de Atarfe, el riego procede de dos acequias, la Acequia Gorda del Genil, de origen medieval y la de los Ojos de Huécar, más caudalosa y cuyo origen es desconocido. La Acequia Gorda del Genil es la única que se menciona en el siglo XVIII. Fundada probablemente antes del siglo XI, recoge el agua algo por encima de Granada, cerca de Cenes de la Vega. En el término municipal de Atarfe ya apenas lleva agua, por lo que no parece que esta fuese la fuente principal de abastecimiento. Por otro lado, el río con un curso de agua permanente más cercano es el Cubillas, pero queda desviado por la mole caliza de la sierra, recorriendo su frente norte y oeste sin llegar a pasar por el yacimiento, que sólo presenta arroyos y torrentes. Por tanto, la fuente que debía abastecer la ciudad eran los acuíferos. Muy abundantes en la zona, son profundos, de tal manera que han requerido la construcción de importantes infraestructuras para su explotación, todavía hoy reconocibles en forma de pozos comunicados entre ellos, es decir qanat. El agua se emplearía para abastecimiento humano, para regadío y tal vez para baños, se conoce desde antiguo una caverna natural junto a la carretera donde surge agua caliente que se aprovecha como piscinas a día de hoy.
En la actualidad en la llanura hay diversas plantaciones, fundamentalmente de olivo y de cereales, y en contraste la sierra presenta una estampa más adusta. La climatología dará lugar a formaciones naturales de pino carrasco, encina, alcornoque y pino salgareño, que en los puntos más elevados se reduce únicamente al pino carrasco. En las zonas donde el bosque se ha degradado crecen matorrales, con gran numero de especies aromáticas, como distintas variedades de jara, tomillo, romero o retama. Junto a los cursos de los ríos crecerían bosques de ribera con gran variedad de especies, entre las que destacan el álamo blanco, chopo, almez, aliso, fresno, sauces, árbol casto, boj, adelfa, taraje y cornillo.
A parte del aprovechamiento agrícola inserto en la Vega de Granada, Atarfe y su entorno se han caracterizado por un cierto desarrollo industrial en el siglo XIX. Testigo de este pasado son los edificios en ruinas que jalonan el territorio, como una cementera y dos azucareras. Todavía hoy se mantiene en uso una almazara, y una de las principales actividades es la extracción de piedra en Sierra Elvira, siendo esta labor destacada ya en la crónica de al-Razi, que menciona la extracción y el trabajo del mármol en el siglo X.
Es indudable que la ciudad se favoreció de su posición estratégica en las vías de comunicación de la kura de Ilbira, una de las grandes provincias de al-Andalus, que incluía casi toda la actual provincia de Granada, el este de Málaga, el sur de Jaén y Córdoba y el oeste de Almería. Estas vías pondrían en comunicación la ciudad portuaria de Pechina, en Almería, con la capital del califato, Córdoba. Así, los productos procedentes en toda la provincia se redistribuirían desde la capital de la kura, la cual a su vez difundiría las producciones cordobesas.
