Trong khu vực nghiêm cứu thăm dò, tồn tại các tầng chứa nước với các đặc điểm sau:
+ Tầng chứa nước trong các thành tạo bở rời Holocen (qh)
Tầng chứa nước Holocen có diện tích phân bố rất rộng. Trong khu vực thăm dò được phủ kín.
Trong các công trình nghiên cứu trước đây, tầng được nghiên cứu khá kỹ ở vùng Phủ Lý. Tại đây đã tiến hành thăm dò nước dưới đất trong tầng này, mật độ công trình nghiên cứu rất dày, việc nghiên cứu khá chi tiết về rất nhiều mặt, sau đây là tóm tắt những nét chính yếu về tầng chứa nước này.
Địa tầng Holocen bao gồm nhiều trầm tích có nguồn gốc khác nhau nằm đan xen, phần trên là bột sét dày 1-3m không có khả năng chứa nước, chỉ có các lớp cát hạt mịn đến trung là có khả năng chứa nước, các trầm tích chứa nước phân bố rất rộng. Thành phần chủ yếu là cát, lẫn ít bột sét đã gặp ở một số lỗ khoan 8, 13, 23 đây là tầng chứa nước chủ yếu và là đối tượng chính. Chiều dày của tầng chứa nước khá ổn định. Nơi dày nhất đã gặp ở LK13 tới 33,1m, chiều dày thường gặp từ 10-20 m, càng về phía tây chiều dày giảm dần, về phía đông bắc và đông nam do xuất hiện các núi sót vùng Đồi Diệp và dải núi ở vùng Kim Bảng, Thanh Liêm làm cho chiều dày tầng chứa nước vát mỏng và mất hẳn.
Ở nhiều nơi thành phần hạt mịn chiếm ưu thế và khả năng chứa nước kém, các giếng đào chỉ đủ cho một hộ gia đình.
Với đặc điểm như trên xếp tầng này vào loại nghèo nước. Tóm lại tầng chứa nước khá đồng nhất, có áp lực yếu, độ giàu nước kém, chất lượng nước tốt, bảo đảm các tiêu chuẩn cho ăn uống, sinh hoạt.
+ Tầng chứa nước áp lực trong các thành tạo bở rời Pleistocen (qp)
Tầng chứa nước này có diện phân bố rộng trên toàn bộ vùng nghiên cứu cũng khư khu vực lân cận xung quanh.
Chiều dày của tầng chứa nước lớn dần từ tây bắc xuống đông nam. Theo mặt cắt Kim Bảng tới Sông Hồng (vuông góc với cả Sông Đáy và Sông Hồng) thì chiều dày tầng chứa nước tăng lên rõ rệt khi ra gần đến sông Hồng. Ở khu vực sông Đáy chiều dày tầng chứa nước từ 12-13m, ra gần tới sông Phủ Lý chiều dày giảm đi còn 10-11m, khi gần tới sông Hồng chiều dày tầng chứa nước tăng lên đến 36m và tới sông Hồng chiều dày tăng lên đến 40m. Tại khu vực thăm dò bề dày trung bình tầng này khoảng 26m từ 52 đến 78m.
Thành phần là cuội sỏi cát. Tầng được nghiên cứu ở nhiều nơi và đều giàu nước. lưu lượng các lỗ khoan đạt đến hàng chục l/s. Tỷ lưu lượng hầu hết > 1 l/sm.
Trong phạm vi tỉnh nghiên cứu, tầng chứa nước bị mặn trên 2/3 diện tích phân bố, chỉ dưới 1/3 diện tích phân bố của tầng ở Đông Nam tỉnh thuộc huyện Lý Nhân sát với sông Hồng có nước nhạt. Độ tổng khoáng hóa cả các lỗ khoan vùng nước lợ từ 1-5g/l. Thành phần là clorua natri hoặc clorua canxi-natri, clorua natri canxi. Độ tổng khoáng hóa cả các lỗ khoan vùng nước nhạt từ 0.5-0.6g/l thành phần bicacbonat canxi, rất có thể do tầng chứa nước này có quan hệ thuỷ lực với sông Hồng ở khu vực ngoài đê nên được rửa nhạt theo hướng về phía sông Đáy vì mực nước sông Hồng luôn cao hơn mực nước sông Đáy, một số nơi ven rìa các núi nước dưới đất của tầng này sẽ nhạt, vấn đề này chưa được nghiên cứu thấu đáo. Vùng này nước của tầng chứa nước Pleistoxen có thể khai thác quy mô vừa cỡ 2-3000m3/ngđ để cấp nước cho ăn uống và sinh hoạt. Các vùng còn lại vì nước dưới đất bị mặn nên không dùng được cho ăn uống và sinh hoạt. Nước có thể dùng để chăn nuôi gia súc, nuôi trồng thủy sản.
