瞬变电磁法的仪器设备操作简单,野外工作效率高。在隐伏地下含水体构造调查、地质灾害调查、工民建勘查等诸多领域获得了广泛的应用。在实际应用中,受限于野外施工环境,有些地形复杂的施工场所,线圈的铺设比较困难,不但影响野外数据采集的工作效率,同时对采集数据的质量也会造成很大的影响。而且多数情况下,水文地质调查、地质灾害调查、工民建勘查等野外勘查工作对深度要求并不高。在满足浅层勘探深度要求下,可以通过增大发射线圈匝数和发射电流,可以有效的减小发射线圈的尺寸。本文从麦克斯韦方程组出发,详细介绍了均匀半空间的瞬变电磁场和层状磁偶源的瞬变电磁场;正演模拟了不同发射参数及不同地电模型下的电磁响应规律。在均一地电模型下,瞬变电磁响应幅值随发射电流、发射线圈匝数的增加而线性增加,随发射线框尺寸增加呈指数增加。均匀半空间地电模型,当发射磁矩一定时,围岩电导率越大,二次场响应的幅值越大,当围岩电导率小于0.001S/m,10ms以内响应已经进入了晚期,虽然感应磁场变小了,但是,根据瞬变电场的扩散深度在200米以上。对于两层地电模型,上覆层厚度大于10m、电导率差异在2倍以上,都会激励出有效的二次场。对于A、Q型地电模型,小发射磁矩都可以激励出有效的二次场,比较而言Q型地电模型效果更好。对于中间夹薄层的“H”型地电模型和“K”型三层地电模型,异常场变化率随薄层厚度增加呈线性增加;随薄层电导率差异的增加而呈指数增加。研究了发射参数对关断时间的影响规律,发射磁矩一定,应尽量选择小尺寸线框,并且尽量减小线圈的匝数,才能减小关断时间;随着发射电流的增大,关断时间呈指数减小。地层电阻率越小,探测同一深度所需发射磁矩增大;地层电阻率越小,关断时间越小,则最小可探测深度越大;而最早可分辨时间受发射线框影响,一般线框越小,最早可分辨时间越小。分析了接收线圈的电性参数,一般情况下,接收线圈的电阻和电感均随线圈尺寸的增大而线性增大;可通过绕线的方法来减小接收线圈的分布电容;而接收线圈的阻尼电阻需要根据不同的地质条件来进行调节。据此设计了一款适用于浅层勘探的接收一体式线框。通过采集参数试验,确定了野外勘查的参数设置;应用小回线瞬变电磁法对水库渗漏区进行勘查,取得了良好的勘探成果;瞬变电磁勘查结果与库区卫星照片作对比,检测结果显示的渗漏区具有明显的植被变化特征,初步验证结果显示渗漏点位置是准确的。