3萬年在曆史的長河中隻是一瞬，但對於人類的發展而言，卻是何其漫長。曾經輝煌久遠的曆史往往是在不經意中被後人所識，水洞溝原始文化遺址也是如此。水洞溝位於寧夏靈武橫山堡以西4公裏的明長城南麵，麵臨著一條遠古時代就自然形成的邊溝。邊溝常年有水，清澈見底，發源於水洞溝遺址東邊約28公裏的清水營，由東向西流入黃河，沿途將鄂爾多斯台地南緣衝蝕切割成兩壁峭立的深溝峽穀，形成了獨特的雅丹地貌土林景觀。
1919年，比利時人肯特在由銀川前往陝北的途中，於水洞溝東邊的黃土狀岩石短崖上發現了一具披毛犀的頭骨和一件保存完好的石英岩石器。回國後，肯特透露了在水洞溝的發現。消息很快傳到法國地質學家、古生物學家德日進的耳中。1923年，德日進、桑誌華率領“法國古生物考察團”從甘肅東部進入了寧夏，開始了水洞溝之旅。他們的駝隊打出一麵由紅、白、藍3色組成的旗幟，上麵繡著“法國進士”“中國農林谘議”和“桑”等字。德日進、桑誌華並沒有在中國考取過進士，“法國進士”的稱號隻是套用了他們的博士學位，並將博士“中國化”了，而“中國農林谘議”是1917年德日進訪問北洋政府農林部時，隨便討取的一個虛銜。這兩個奇怪的官銜使“法國古生物考察團”在西進途中得到很大的幫助，在進入寧夏境內時，當時的地方政府以京城來的外國官的禮遇相待，很是恭敬。
根據我國著名考古學家賈蘭坡在1982年第一期《化石》雜誌發表的《我所認識的古生物學大師——德日進》一文中有關回憶和相關資料記載，可以得到德日進、桑誌華等人的考察行程：
1923年，德日進、桑誌華和法國人類古生物研究所的“法國古生物考察團”為執行科研計劃，5月23日從巴黎到達天津。6月11日經北京至包頭，轉至直奔內蒙古鄂爾多斯。考察以包頭為起點，沿著黃河左岸西行，穿過烏拉山到狼山東麓，然後折向西南，在磴口附近東渡黃河，後又傍黃河右岸向南到銀川東南的橫城，最後到達水洞溝，住進了“張三小店”。7月21日，渡黃河至橫城；7月22～23日在水洞溝考察2天，之後，德日進和桑誌華等人入住“張三小店”；7月24日在清水營工作，接著“法國古生物考察團”繼續東行去薩拉烏蘇河考察。
從考察行程分析，水洞溝僅僅是“法國古生物考察團”一個點，但後來卻成為當年考察發掘的重點工作區。
那時，水洞溝遺址所在地區荒無人煙，西距水洞溝十幾公裏的臨河鎮石壩村也不過四五戶人家。考察隊落腳的“張三小店”可能是水洞溝唯一的現代人工建築。“張三小店”的主人名叫張梓，排行老三，故被稱為張三。“張三小店”原是張梓父親所開的車馬店，車馬店北距水洞溝遺址約500米，是銀川至內蒙古、陝北的必經之路。