Geología
Las partes montañosas superiores de la cuenca de Boulder St. Vrain están formadas principalmente por granito y diversas rocas metamórficas de más de mil millones de años. Por otro lado, la geología de las llanuras se constituye principalmente de rocas sedimentarias y depósitos de los valles fluviales que son mucho más jóvenes. Las concentraciones de varios iones y metales reflejan esta transición. Las rocas duras de la cuenca alta no se desgastan tan fácilmente como los materiales más blandos de las laderas y llanuras, y nuestros arroyos recogen de forma natural algunas concentraciones de fondo de diversos metales a medida que estos se desplazan aguas abajo. En la cuenca alta también hay yacimientos de diversos metales, como oro, cobre y plata. Aunque las operaciones mineras hayan cesado, las antiguas minas pueden filtrar metales pesados a nuestros arroyos que son perjudiciales para la vida acuática.
Cubierta terrestre
Las partes superiores de la cuenca son en su mayoría bosques de hoja perenne, con terrenos áridos y hielo perenne cerca de la divisoria continental y algunas zonas de arbustos intercalados. En las laderas y llanuras más bajas se produce la transición a pastizales, pastos y cultivos y varias zonas urbanizadas de gran tamaño. Hay zonas de aguas abiertas y varios humedales a lo largo de Boulder Creek y St. Vrain Creek. Las zonas agrícolas pueden aportar nutrientes y bacterias a los arroyos, y las grandes zonas urbanizadas generan una importante contaminación en forma de escorrentía de aguas pluviales, que contiene diversas sustancias químicas, nutrientes, bacterias y otros contaminantes. A medida que la cubierta terrestre va cambiando aguas abajo, las concentraciones de muchos contaminantes aumentan con respecto a los niveles de fondo en sus cabeceras no desarrolladas.
Hidrología
La mayor parte del agua de nuestros arroyos se origina en forma de deshielo en lo alto de las montañas, lo que significa que hay algunas tendencias estacionales importantes en el caudal de los arroyos que afectan a la calidad del agua. Los caudales suelen ser más altos a principios del verano, cuando se derrite la nieve, y más bajos durante el otoño, antes de que se acumule la nieve. Los caudales más altos pueden diluir ciertos contaminantes, pero también pueden recoger contaminantes adicionales a través de la escorrentía de las aguas pluviales, y es importante tener en cuenta el caudal del arroyo y los eventos de precipitación recientes al evaluar la calidad del agua. Nuestra cuenca también tiene muchos trasvases que trasladan el agua a través de los límites de la cuenca y la distribuyen para su uso. Por ello, algunos arroyos pueden disminuir su caudal a medida que se avanza aguas abajo, y el agua en un punto determinado puede haber tenido algunos desvíos antes de llegar ahí.
