水资源短缺和水诱灾害频发严重限制了我国经济发展和国家生产建设,威胁人民生命财产安全。为缓解用水紧张和减少水致灾害的发生,磁共振与瞬变电磁（Magnetic Resonance Sounding and Transient Electromagnetic Method,MRS-TEM）联合探测方法作为重要的地下水勘探手段已被广泛应用。然而,对地层结构复杂、形态立体的地下水进行联合探测时,常规一维和二维联合反演受限于地形参数以及相邻测点信息的有效获取,使其在对含水信息解释时面临瓶颈;此外,系统配置、地质参数以及数据质量等因素严重影响联合反演结果的准确度,限制了含水体的深度探测分辨率,极大地增加了复杂地质环境中地下水的勘探难度。为解决上述问题,本文围绕MRS-TEM空间约束联合反演方法开展研究,主要成果如下:1、针对传统导电地质模型下磁共振正演计算耗时的问题,提出了基于Shanks变换递推的磁共振感应磁场快速计算方法。为降低计算难度,首先将连续积分离散化,然后用高斯积分法重建积分坐标,预先计算并存储与变量参数无关的部分积分,最后采用Shanks变换对发散积分进行递推计算。该方法提高了磁共振正演计算效率,为实现多测点空间约束联合反演奠定基础。2、针对常规一维、二维反演无法准确获取地下水空间信息的问题,提出了MRS-TEM（拟三维）空间约束联合反演方法。在独立测点数据反演的基础上,依据相邻测点之间地层物性及电性结构的空间关联性,设计空间约束矩阵,实现联合反演参数的光滑连续约束。研究了多目标加权遗传算法,优化了交叉概率与突变概率的自主调整方案。通过将数据目标函数、参数空间约束目标函数以及权重系数同时引入反演进化过程中,实现联合反演参数寻优,解决孤立测点反演的多解性问题。3、针对探测装置参数与地质参数直接影响地下水探测深度分辨率的问题,本文提出了反演参数不确定度分析方案。基于联合反演模型,建立了参数协方差矩阵,并根据计算的参数标准偏差系数划分了不确定度等级。设置多组仿真模型,深入地分析了多个重要装置参数以及地质参数对反演结果不确定度的影响情况。以此深入并全面评价各项参数对反演结果的作用效果,进一步明确各参数的优化调节方向,对于完善实际探测流程和提高地下水反演结果准确度具有重要意义。4、针对常规反演方法依赖观测数据拟合含水量信息而带来的反演偏差问题,提出了基于不确定度因子修正的MRS-TEM空间约束联合反演方法。将不确定度因子引入联合反演参数寻优过程中,使得在当前装置条件与地质参数下的反演进化方向受到模型参数不确定度的引导,而不仅仅受限于观测数据。通过仿真案例分析,验证了方法的有效性。5、将本文研究的方法应用在哈拉沟煤矿采空积水隐患排查任务中。根据实际野外探测目标、环境噪声以及地质参数等条件,获取最佳系统参数配置,最终实现了复杂探测环境中地下赋水结构的立体成像。联合反演结果与地质资料以及附近钻井资料高度吻合,证明了本文联合反演方法的实用性。本文研究的MRS-TEM空间约束联合反演方法,能够针对大探测范围内的联合观测数据进行反演计算。利用空间约束手段与参数不确定度分析方案,能够定位、定量地显示地下空间含水量与电阻率的立体分布状态。其作为有效的数据解释方法为实现大面积地下水资源搜索和水诱灾害预警提供了理论基础,为我国西部水资源勘察以及国家安全生产建设提供了技术支撑。