洪水時の河川堤防の破堤メカニズムのうち，パイピングによる破堤は直前まで予兆が無く，突然破堤に至る危険な破壊形態である。洪水中に密かに進展するパイプはその断面は数mmから数cm程度と小さいため，物理探査で検知することも現状では困難である。本稿では，パイプ周辺地盤の3次元的な地下水の流れとパイプ先端部地盤の崩壊およびパイプ内流れによる土砂運搬が関連したダイナミクスであるパイピング現象のメカニズムとその予測について，技術の現状を述べたものである。またパイピングが発生する水位条件だけでなく，パイピングの進展速度と破堤までの時間を考慮することの重要性も指摘した。

　河川堤防の設計，施工，維持管理は経験技術に基づくところが大きく，頻発する激甚洪水に対応すべく堤防の信頼性の向上と技術的・工学的な知見の集積が必要とされていた。そのため，堤防を対象とした体系的な技術の集積と工学的な知見の向上を目指して土木学会地盤工学委員会堤防研究小委員会が発足し，堤防に関する産官学の意見交換・情報共有の促進，地盤工学と水工学との連携の下で堤防に関する知見の共有化と技術の持続的発展，実際の河川堤防の事例をもとに行ってきた研究活動を紹介する。また，「堤防工学」の構築における課題の解決，浸透破壊の課題の発掘・解決のためには地下水学との協働が重要であることを述べる。

　浸透による河川堤防の被災事例の多くが，高透水性の基礎地盤上に低透水性の被覆土層を有する複層構造の基礎地盤上の堤防で発生している。著者らの既往研究において，堤体法尻部に設ける基盤排水工が上記の浸透対策として効果が高いことを示した。実務への適用にあたり，本論文では模型実験と浸透流解析によって，基盤排水工を堤防縦断方向に離散配置で設けた際の堤体変状抑制効果を検証した。その結果，基盤排水工の間の無対策の区間においては，浸潤面が法先へ浸出することによって，大規模な法すべりのトリガーとなる法先での小規模すべりが発生することから，それを抑制するための連続配置のドレーン工の併用が有効であることを示した。

　本研究では，コンクリート三面張り堤防において高水位作用時の堤体への河川水の浸透について，裏法尻の排水設備の有無に着目した遠心載荷実験を行った。コンクリート三面張り堤防の裏法尻に通常のコンクリート製法留工を設置したケースでは，河川水が堤体内に浸透し裏法尻付近で間隙水圧が上昇した。コンクリート製法留工背面に排水ドレーン工の設置することや，法留工をふとんかごに置き換えることで裏法尻付近での間隙水圧の上昇を抑える効果があることを見出した。また，排水設備として設置した法尻ドレーン工およびふとんかご法留工が裏法尻保護の役割を果たし，堤体土の吸出しや堤体の変状を抑制する効果があることを示した。

　水の浸透作用によって砂の骨格が破壊し，噴砂が生じる浸透破壊に関するこれまでの研究では，主に浸透破壊の生じる動水勾配や浸透流速を把握することに焦点が置かれてきた。しかし，浸透破壊後の地盤や土構造物の状況を予測するには，浸透破壊時の土粒子の輸送現象を把握する必要がある。本研究では，鉛直上向きの浸透による浸透破壊の際に，浸透流によって運ばれる砂の挙動を室内実験によって計測した。実験結果からは，土骨格の移動を伴う場合，浸透水と土骨格の相対速度はダルシー則に従うことが示され，透水係数を用いて砂に作用する浸透力を与えることで，鉛直方向の力のつり合いに基づいて，良好に砂粒子の移動速度を推定できることが明らかとなった。

　本報告は粒子法の一種であるSPH法を用いて，すべりが発生した河川堤防の被災事例の発生メカニズムを考察した。2013年7月に発生した梯川と子吉川の被災事例をSPH法により再現したところ，いずれも河川水位の上昇に伴う川裏の法尻部の間隙水圧の上昇により基礎地盤表層の変形や噴砂が発生し，それに伴いすべりが発生したことが確認された。変形量を再現できる粒子法などの解析を用いることで被災メカニズムを把握し，今後の性能評価や設計の高度化などに活用できることが示唆された。

　生活用水のほぼ100%を地下水に依存している熊本地域では，地下水マネジメントに向け，地下水流動の定性的な理解から，地下水モデルを用いた定量的な理解や将来予測に向けた進展を遂げてきた。この進展は，行政によるデータ収集や学術分野の努力，事業者の定量的理解に基づく意思決定の要望が背景にある。本稿では，地下水モデルを軸とした取り組みの歴史を振り返ると同時に，環境変化に合わせたこれからの地下水マネジメントに向けた最新の活動について紹介する。