海底长输管道作为海上天然气开采集输系统的主要部分，在海上天然气田开采过程中发挥着重要作用。由于长输气管道具有高压、易燃、易爆的特点，所以一旦发生泄漏，将会引发重大的安全事故。本文基于Mach-Zehnder和Sagnac干涉仪原理，通过改进Mach-Zehnder/Sagnac混合干涉型分布式光纤感测架构,利用光纤信号PGC解调技术，对水下长输气管道泄漏检测系统进行了研制。1.研究基于Mach-Zehnder与Sagnac干涉仪的混合干涉检测原理，分析分布式光纤感测系统架构中的重要结构参数，设计了适用于水下长输气管道泄漏检测的改进型混合干涉分布式光纤感测系统架构。2.研究光纤干涉信号调制解调原理与技术，分析干涉信号解调原理、各种解调方法的优缺点及所对应系统的特点和系统各模块性能指标，设计了用于解调光纤感测信号的PGC相位生成载波解调电路系统。3.研究单泄漏点分布式光纤感测原理及定位算法，建立了两点、多点泄漏检测原理及定位算法数学模型，分析了本文所设计分布式光纤感测系统对于多点泄漏的泄漏点个数识别方法与泄漏点定位技术。4.研究干涉型分布式光纤用于水下长输气管道检测性能影响因素，提出提高系统检测性能改进方法，解决了混合干涉型分布式光纤用于水下长输气管道检测系统优化相关技术。利用搭建的水下输气管道模拟装置进行检测系统检测性能相关实验，本文所设计的混合干涉型分布式光纤水下长输气管道泄漏检测装置，能够对全长为10km，管道泄漏孔径Φ≥2.5mm的水下长输气管道泄漏进行准确检测，对于泄漏点的绝对定位误差不超过200m。实验结果表明，本系统能够满足水下长输气管道检测要求，可以为海底长输气管道运行安全的实时监测提供设计基础。