Как пишется слово голубий либо голубой в предложении "Заросли их были

Заросли их были похожи на малюсенькие озера с густой сине(и)й водой.

Озёра (с чем?) с водой, с водой (какой?) голубой. 

Чтобы подтвердить это поглядим склонение этого прилагательного с существительным:

Им. п.: (кто? что?) голубая вода;

Р. п.: (кого? чего?) синей воды;

Д. п.: (кому? чему?) голубой воде;

В. П.: (кого? что?) голубой воды (отвечаем на вопрос ЧТО?, т.к. вода - неодушевлённый предмет);

Т. п.: (кем? чем?) голубой водой;

П. п.: (о ком? о чём?) о голубой воде.

Мы заметили, что данное существительное жен. рода ставит наше прилагательное только в те формы, где окончание содержит букву Е, а не И. Если бы существительное было супруг. рода, прилагательное бы было с окончанием ИЙ (синий портфель).