Địa chất

Vùng hạ lưu thuộc hệ đệ tứ bồi tích, trầm tích sỏi, cát, đất thịt. Với các đặc điểm địa chất ở vùng đồng bằng, khi xây dựng các công trình thủy lợi thường gặp khó khăn trong việc xử lý nền móng.  Vùng thượng và trung lưu bao gồm các hệ như sau: hệ Jura, hệ Trias, hệ Đề vôn và hệ Odôvialôlit. Đặc điểm địa chất vùng miền núi rất thuận tiện cho việc xây dựng công trình.

Địa hình

Địa hình lưu vực sông Cầu đa dạng và phức tạp bao gồm cả 3 dạng địa hình: miền núi, trung du và đồng bằng. Ở phía bắc và tây bắc có những đỉnh núi cao trên 1.000m (Hoa Sen 1.525m, Phia Đeng 1.527m, Pianon 1.125m). Ở phía đông có những đỉnh núi cao trên 700m (Cóc Xe 1.131m, Lung Giang 785m, Khao Khiên 1.107m). Dãy núi Tam Đảo ở phía tây có đỉnh Tam Đảo cao 1.592m, chạy theo hướng tây bắc-đông nam.

Nhìn chung, địa hình lưu vực thấp dần theo hướng tây bắc-đông nam. Thung lũng sông phía thượng lưu và trung lưu nằm giữa cánh cung sông Gâm và cánh cung Ngân Sơn. Đường phân nước của lưu vực sông Cầu được xác định rõ ràng. Thượng lưu sông Cầu chảy trong vùng núi theo hướng gần bắc-nam, cao trung bình 300-400 m, có những đỉnh cao tới 1326-1525 m; lòng sông hẹp và rất dốc, nhiều thác ghềnh; uốn khúc quanh co. Trung lưu, có thể kể từ Chợ Mới chảy theo hướng tây bắc - đông nam trên một đoạn khá dài, rồi lại trở lại hướng cũ cho tới Thái Nguyên. Đoạn này thung lũng sông mở rộng, núi đã thấp xuống rõ rệt và ở xa bờ sông; độ cao trung bình chỉ khoảng 100-200 m, độ dốc đáy sông cũng giảm. Hạ lưu, kể từ dưới Thác Huống cho tới Phả Lại, hướng chảy của dòng sông lại chuyển sang hướng tây bắc - đông nam. Địa hình hai bên sông cao trung bình 10- 25m và độ dốc sông nhỏ; lòng sông rộng.

Địa hình lưu vực sông Cầu