多次波问题一直是地震资料处理中的重要问题之一,而在海洋地震勘探中,多次波问题表现的更为明显。如果不将多次波识别出来并进行压制,会严重影响地震资料的后续处理和解释结果。因此,如何有效的压制多次波并最大限度的保留一次波信息一直是海洋地震资料处理中一个重要课题。在海上地震资料中,水层相关多次波是一种主要的干扰波,常规SRME方法可以通过对原始数据褶积预测出多次波,并运用自适应相减的方法实现多次波的压制;但是,在浅水环境下由于缺失近偏移距的数据和有效的一次反射信息等导致该方法不能取得理想的压制效果。本文首先阐述了多次波压制技术的发展现状,系统的论述了多次波的压制方法,包括滤波类和波动方程类的方法,分析了各种方法的原理以及存在的问题,重点论述了海上多次波消除中的自由表面多次波压制(SRME)方法。SRME方法是对原始地震数据进行褶积预测出多次波,而在浅水环境下由于自身的缺陷和不足制约了该方法的应用。本文重点研究了一种基于模型的水层多次波消除(MWD)方法,该方法是对SRME方法的改进,根据水层模型来构造格林函数与原始地震数据褶积预测出多次波从而实现多次波的压制,能够有效的弥补SRME方法的不足,在水层(尤其是浅水)相关多次波的预测方面显示出了巨大的优势。另外,本文对自适应相减方法进行了研究,重点研究了基于最小二乘原理的单道匹配滤波法、多道匹配滤波法以及曲波域相减的方法。通过简单海底模型、复杂海底模型以及海上实际资料进行了算法测试,首先采用了MWD的方法对水层多次波进行了预测,分析可以看出MWD方法能够较为准确的预测出水层相关多次波,但是预测出来的多次波与原始地震记录中的多次波在时间、振幅、相位等方面都会存在一定的差异;随后采用了曲波域的多次波分离方法将预测出的多次波从原始数据中减掉,有效的分离了一次波与多次波。处理结果表明,该方法能够有效的衰减浅水环境下的水层相关多次波。最后,对本文的相关算法程序进行了软件模块开发,基于Qt平台开发了参数输入界面,便于日后的应用和推广。