به آبخوان¬هایی که از دو یا بیش از چند لایه آبدار تشکیل شده باشد، آبخوان چند لایه گفته می-شود. این آبخوان¬ها می¬توانند از یک لایه آبدار آزاد و چند لایه آبدار محبوس تشکیل شده باشند. برای بررسی جریان آب زیرزمینی در آبخوان¬های چند لایه از لاگ¬های لیتولوژی، تراز سطح ایستابی و تراز پیزومتری، نتایج آزمون پمپاژ و خصوصیات هیدروشیمیایی استفاده می¬گردد. دشت مرند از جمله مناطقی است که از وجود منابع آب سطحی دائمی بی بهره بوده و بهره¬برداری بیش از اندازه از منابع آب زیرزمینی باعث افت سطح آب زیرزمینی شده است. براساس نتایج داده¬های ژئوفیزیکی و لاگ¬ چاه¬های حفر شده در این دشت آبخوان¬، از نوع چند لایه¬ای تشخیص داده شده است. در قسمت شرق، آبخوان از نوع آزاد بوده و از قسمت میانی آبخوان تا انتهای غربی آن علاوه بر لایه آزاد یک لایه آبدار محبوس نیز گسترش دارد. بررسی نوسانات در چاه¬های مشاهده¬ای (گمانه¬های حفر شده در لایه آزاد) نشان می¬دهد سطح ایستابی دارای روند کاهشی با متوسط نرخ افت 49/0 متر بر سال می¬باشد. بررسی نوسانات در پیزومترها (گمانه¬های حفر شده در لایه آبدار محبوس) نیز روند کاهشی سطح پیزومتری با نرخ افت 7/0 متر بر سال را نشان می¬دهد. خطوط هم پتانسیل در لایه آزاد نشان می¬دهد که این لایه از حاشیه جنوب شرقی، شمالی و شرقی تغذیه و از سمت غرب تخلیه می¬گردد. لایه آبدار محبوس نیز از سمت جنوب شرق تغذیه و از سمت غرب تخلیه می¬شود. با توجه به ضخامت لایه ناتراوا و برداشت همزمان چاه¬ها از هر دو لایه امکان تبادل بین لایه¬های آبدار آزاد و محبوس از طریق لایه ناتراوا بعید به نظر می¬رسد. لیکن امکان تبادل از طریق چاه¬های بهره¬برداری در مواقعی که بهره¬برداری از آنها صورت نمی¬گیرد به دلیل وجود اختلاف انرژی (حداقل 5 متر و حداکثر 55 متر) محتمل می¬باشد. بررسی داده¬های کیفی نشان داد که تیپ آب در لایه آبدار آزاد در قسمت جنوب شرق آبخوان بی¬کربناته و در نواحی دیگر کلروره می¬باشد. تیپ آب در لایه آبدار محبوس از نوع تیپ بی¬کربناته می¬باشد. میزان هدایت الکتریکی در لایه آبدار آزاد از 335 میکروزیمنس بر سانتی¬متر در جنوب شرق تا 4800 میکروزیمنس بر سانتی¬متر در نواحی غرب لایه می¬رسد. میزان آن در لایه آبدار محبوس از 818 میکروزیمنس بر سانتی¬متر در مقطع ورودی لایه تا بیش از 2000 میکروزیمنس بر سانتی¬متر در محل خروجی لایه می¬رسد. تشابه تیپ آب زیرزمینی و هدایت الکتریکی در لایه آبدار محبوس با قسمت جنوب شرقی لایه آبدار آزاد نشانگر تغذیه لایه آبدار محبوس از این ناحیه می¬باشد. بررسی نتایج آزمون¬های پمپاژ انجام گرفته برای هر دو لایه مقادیر 200 تا 600 متر مربع بر روز را برای لایه آبدار آزاد و مقادیر 200 تا 400 متر مربع بر روز را برای لایه آبدار محبوس نشان می¬دهد.