瞬变电磁法经过多年的发展,已经成熟的运用于多种领域勘探。在工程勘测、矿产资源、地下水勘探、考古以及环境地质灾害勘查等领域都发挥了重要的作用。逐渐形成航空瞬变电磁法、地空瞬变电磁法、海洋瞬变电磁法、矿井瞬变电磁法等多种方法。随着勘探领域的不断开拓,瞬变电磁勘探不断挑战更加复杂的环境,更加复杂的地形地貌,更加复杂的勘探目标。水上勘探也是瞬变电磁发展的重要领域,浅水区小规模异常体的瞬变电磁勘探是难点,也是瞬变电磁发展领域的一个方面。浅水区小规模异常体的勘探在国内的研究较少,本文通过三维正演模拟以及实地野外水上瞬变电磁勘探实验,对浅水区小规模异常体瞬变电磁勘探分别在理论基础以及实际应用都进行了探索和研究。瞬变电磁三维正演方法主要包括有限单元法、有限体积法、时域有限差分和积分方程法。有限元法在对复杂模型建模有更强的灵活性,时域有限单元法能够方便快捷的研究勘探目标体的瞬变电磁特性,在构建模型时也更为简便,可操作性更强。本文采用时域有限单元法对浅水区低阻小规模异常体进行了三维正演模拟计算。研究了异常体电磁响应特征,完成视电阻率定义,研究了不同时刻场的分布情况。通过正演模拟计算,研究了瞬变电磁应用于浅水区异常体探测理论基础,并验证了其可行性。本文在理论研究的基础上,开展了野外实地探测实验。经过寻找和比较,在北京市密云水库设计了实验场地。本次实验采用的是中国科学院电子学研究所最新自主研发CASTEM分体式瞬变电磁仪器,自行设计了异常目标体和发射线框搭载平台,采用交错测线对目标测区进行扫面式观测,并在水上完成了数据采集工作。数据处理过程中,完成了测线测点的重新标定工作。完成视电阻率定义,及资料解释工作。本文最后总结了本次研究中出现的不足和失误,并指出以后的发展方向。