基于光子量子特性，综合考虑泡沫粒径分布、散射系数、泡沫层厚度及入射角、风速的影响，建立了一种泡沫-不规则海面的复合模型。给出了空-水量子密钥分发（QKD）系统的误码率公式，结合蒙特卡罗算法模拟研究了各参量对光子偏振量子态、QKD误码率及传输距离的影响，分析了泡沫-不规则海面下4强度BB84空-水QKD系统的性能。研究结果表明，偏振误码率随泡沫层厚度、散射系数、光源入射角的增大而增大；风速增大导致空-水QKD系统的量子误码率增大，安全传输距离减小；随着泡沫层厚度的增大，空-水QKD系统的密钥生成率