随着无线组网技术等的发展，无线传感器网络发展得越来越快，应用领域也日益广泛。人们把无线传感器网络应用到对海洋开始研究与探测中，形成了水声传感器网络这一研究领域。近些年，研究人员在水声信道、水声调制解调器、MAC、路由等诸多方面对水声传感器网络展开了研究，取得不小的进展。本文以水声传感器网络的路由协议为研究方向，从延长网络生存时间和关注能量均衡的角度来评价网络路由协议的性能，力图提高传感器网络部署之后的可用性和有效性。在分析了传感器网络数据传输特点以及达到我们的设计目标而所要求网络信息的基础上，本文提出了虚拟路径的概念，它把一个传感器节点到汇聚节点的路径分为实际链路和虚拟链路两部分，为节点提供了一个极简化的网络视图。基于虚拟路径的概念，本文在同一路由协议框架下，提出了两种不同的路由算法。首先，本文提出了VPBR和VPBR-P路由协议。它通过对水声信道进行建模，对实际链路的能耗做出了估计；同时通过适当的定义，对虚拟链路的代价也做出一评估；节点以实际链路与虚拟链路之和为根据做出路由选择。其次，本文又结合增强学习的Q学习方法，提出VPBRQ路由协议。它不需要对水声信道建模，而是把路由动作前后节点网络视图中的能量均衡程度的变化成动作的回报值，通过对回报值的学习来更新选择路由的策略。为了评价本文提出的路由协议，我们实现了一个水声环境模拟系统，并在此基础对实现了本文提出的路由协议。模拟的结果显示，本文提出的协议对网络生存时间和能量均衡程度有比较大的提升。