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新余市位于江西省中部偏西,浙赣铁路西段,地处北纬27°33′~28°05′,东经114°29′~115°24′。全境东西最长处101.9公里,南北最宽处65公里,东距省会南昌市150公里,东临樟树市、新干县,西接宜春市袁州区,南连吉安县、安福县、峡江县,北毗上高县、高安市。全市总面积3178平方公里(占全省总面积的1.9%),其中渝水区面积1785.92平方公里,分宜县面积1391.76平方公里。赣粤高速公路、沪瑞高速公路分别自北向南、自东向西穿越市境。
新余市土地利用构成大体是“六山半水二分田,分半道路和庄园”。新余市区土壤共划7个土类:水稻土、潮土、紫色土、石灰土、红色石灰土、山地黄壤。
新余市处于九岭、武功山、峰顶山交接地带,地跨扬子准地台、华南褶皱系两大构造单元,地质构造较为复杂。南部褶皱基底由元古界变质岩系组成,局部有多期花岗岩、基性岩、超基性岩浆侵入,构造线方向呈北北东、北东和北东东,构造的干扰作用十分强烈。
境内多数山地,是由变质岩系、花岗岩、石灰岩、砂质岩组成。北面蒙山由花岗岩组成,山峭谷深。西北边境山地为石灰岩,由北向西呈现鹄山、人和、欧里、界水等乡镇一带的山峦,南面的高丘陵区,如九龙山、良山和百丈峰,均为变质岩组成。
中部是新生代红土层,以红壤、砂质岩为主,因冲刷、流失的长期作用,形成地势起伏较平缓的低丘陵,河谷宽展,发育着小范围的冲积平原。
袁河平原是由粉砂、粗砂、砾石堆积而成,地势低平,起伏不超过20米。
新余市地貌,根据江西省地貌图划分,隶属于赣西中低山与丘陵区(大区)之“萍乡-高安侵蚀剥蚀丘陵盆地(亚区)和赣抚中游河谷阶地与丘陵区”(大区)中段,南北高,中间低平,袁河横贯其间,东部敞开。地貌基本形态有低山、高丘陵、低丘陵、岗地、阶地、平原6种类型。地貌成因类型有侵蚀构造地形、侵蚀剥蚀地形、溶蚀侵蚀地形和堆积地形。
境内山地,大部分布在境界边缘,南部为武功山和九龙山,北部为蒙山,西南部为大岗山。海拔高度为500~1000米,成为与邻县的边界线或分水岭。山脉走向,以由北到西南为主。由于地质结构关系,一般表现为山峰耸立、山势险峻、沟谷深壑。地处分宜县西南部的大岗山主峰海拔1091.8米,为境内第一高峰;蒙山主峰海拔1004.5米。市区的西北边界山地沿北向西南发展,即人和、欧里、界水一线;南面山地相对高度为120~200米。山脉由西向东延伸至百丈峰,形成与峡江、吉安、新干等县的山地边界。袁河是流经新余市的主要河流,属赣江水系,横贯东西,境内河段长116.9公里。袁河发源于萍乡市武功山北麓,自西向东,经萍乡、宜春两市,在分宜县的洋江乡车田村进入新余市,从渝水区的新溪乡龙尾周村出境,于樟树市张家山的荷埠馆注入赣江。市内各小河溪水,大都以南北向注入袁河,整个水系呈叶脉状。袁河在新余境内有17条支流:塔前江、界水河、周宇江(即划江)、天水江、孔目江、雷陂江、安和江、白杨江、陈家江(即板桥江)、蒙河、姚家江、南安江、杨桥江、凤阳河、新祉河、苑坑河、陂源河。