随着我国新型工业化、新型城镇化的进程,工业用水和生活用水的用水量大幅剧增。地下水资源是可利用淡水资源的重要来源,如果不能合理的评估地下水与正确的开采地下水,不仅会造成资源的浪费,很可能还会引发不良的工程地质问题。如何对地下水进行准确评估、高精度探测一直是社会需要的研究课题。地面核磁共振（Surface Nuclear Magnetic Resonance,SNMR）找水方法是目前世界上唯一直接探测地下水的地球物理方法,具有直接、灵敏、定性定量的独特优势,可以较好的克服多解性这一难题。传统的SNMR方法正反演是将地表当作水平情况处理,在非水平地表下利用SNMR方法,其探测精度在理论上会存在误差。本文从单个原子核的核磁共振现象理论出发,对SNMR方法探测理论进行推导,并利用采用谐变电偶极子沿线圈积分（Harmonic Electric Dipole,HED）的方法来计算线圈激发磁场。从模拟单个电偶极子的电磁场分布开始,再到组成线圈的单条直导线电磁场分布的模拟,完成方形线圈激发磁场的计算,对比了基于HED积分方法正演的SNMR信号和商业正演软件Somogon的SNMR信号,论证了方法的有效性与可靠性。通过改变线圈长度与空间电阻率,对SNMR信号的进行定量分析,其结果与电磁场模拟结果相互论证。在此基础之上,对SNMR方法二维（2D）分辨率分析理论进行推导,2D核函数矩阵进行奇异值分解,将奇异值进行截断获得较符合实际情况的分辨率半径图像。并模拟了不同脉冲矩数量和不同线圈边长在地下空间的2D分辨率,选择适合的脉冲矩个数与线圈尺寸探测地下空间含水构造,所得的数据往往更可靠。针对不同单斜地形倾角以及不同倾向的情况,采用控制变量法对SNMR2D分辨率进行分析,并通过构造单斜含水模型,利用奥卡姆反演方法实现2D反演成像,论证了HED积分的SNMR方法在单斜地下空间中有良好的分辨能力并具有较好的适应性和准确性。最后选取三峡库区白水河滑坡地区两个测量点采集地面核磁数据,分别采用不带地形的传统SNMR方法计算核函数和带地形的基于HED积分的SNMR方法计算核函数,利用采集的振幅信号数据将核函数进行反演成像,并用钻孔数据进行验证。论证了忽略地形起伏进行地面核磁共振工作,反演结果会存在一定误差,同时也说明了基于HED积分的SNMR方法在起伏地形中应用的有效性与准确性。