総合的な水害対策は日本において昭和30年代の高度経済成長期に始まる急速な都市化に伴う宅地開発で、行政指導により、水害抑制として防災調整池の設置や都市計画法による区域区分と治水事業との調整に始まっている。この間に家屋の連坦に伴って河川改修が困難な状況に加えて、当時の急激な開発により保水機能や遊水機能の低下が著しくなり、事業計画上での河川改修のみでは治水安全度がいつまでも向上しないという深刻な状況に陥っていた。そこで、1976年に、旧建設省が総合的な治水対策の推進方策について河川審議会に諮問し、それを受けて審議会から1977年に「総合的な治水対策の推進方策はいかにあるべきか」という中間答申が行われた。これにより、1980年に「総合治水対策の推進について」という建設事務次官通達が出され、総合治水対策特定河川事業として総合治水対策特定河川が合計17河川指定され、この各河川で流域総合治水対策協議会の設置や流域整備計画が策定された。しかしその後、今度は既存の調整池やため池が埋め立てられるといった状況が発生、都市部の浸水被害が頻発するようになった。また、人口増加が鎮静化を迎え開発圧力が減少する一方で、被害ポテンシャルの増大や土地利用の高度化は依然として進み、都市部の河川流域における新たなスキームによる一体的な浸水被害対策が必要となった。こうした実態を受け、2004年5月に特定都市河川浸水被害対策法が施行される。これまでに鶴見川・新川・寝屋川・巴川・境川 (愛知県)・境川 (東京都・神奈川県)の6河川とその支流の一部が対策法での特定都市河川に指定されている。
治水対策の中でも特に構造物対策は、河川環境に与える影響が大きい。20世紀に進められてきた治水対策は河川構造物の建設を主体としており、河川形状の画一化、河床の平坦化・無生物的な護岸の盛行などによって、河川における生態系の喪失・劣化が生じた。1960年代後期の西ドイツ・スイスなどで、生態系の維持に配慮した河川づくりの運動が興り、1970年代には、実際に西ドイツ・スイス・オーストリアでいわゆる近自然的な河川づくりが実施され始めた。ヨーロッパの自然条件の下では近自然的河川づくりと治水対策とを整合的に実施することが可能であり、かつての氾濫原で後に農地や住宅地として開発された地域を再び氾濫原に戻す事業が多く行われた。こうした河川思想はアメリカやアジア各国へも波及し、例えば日本では、近自然的河川づくりを日本的に咀嚼した多自然型川づくりが河川事業の中心に置かれるようになり、その他、中国では長江流域単位で河川の自然再生事業が行われたり、韓国では都市高速道路と河川の蓋を撤去して河川生態系の再生を図るソウルの清渓川事業などの取り組みが行われている。
まず、対応すべき水害の外力規模を決定する。水害の規模に際限はなく、すべての水害を防御することは不可能なので、どの規模の水害に対応するかが最初の重要なポイントとなる。外力規模の決定にあたっては、防御すべき地域の重要性、その地域での水害発生頻度、河川の重要度などが考慮される。歴史的には、最初既往最大水位（過去最も高かった水位）が治水計画の基準とされていたが、次いで既往最大流量（過去最も多かったと推定される流量）が採用されると、こんにち治水計画上重要とされている計画高水流量の概念が生まれた。その後、より理論的な基準として年超過確率が採用され始めた。これは、観測された水位・流量・降水量の最大値を統計的に処理し、ある値（洪水となるか否かの分岐点となると考えられる値）を超える確率を算出するものであり、例えば年超過確率が1/10であれば、ある水位・流量・降水量を超える確率が10年に1回と想定されていることを表している。年超過確率をさらに発展させたのが年超過降雨確率の考え方であり、洪水を引き起こす規模の降雨の発生確率を統計的に求めたもので、年超過確率よりも普遍性が高いとされている。この年超過降雨確率に基づいて、基本高水流量が導入されるようになった。そして、これらを元にした洪水確率の概念が、現代の治水計画の基礎となっている。
治水の目的は、人間の生命・財産・生活を水害から守ることであり、この治水目的を達成するために立案されるのが治水計画である。治水計画は次のような段階を踏んで策定されていく。
NSAにはトレイルブレイザーより以前にシンスレッド（細い糸）という同様のプログラムがあった。これは合衆国市民が生まれ持つプライバシーを守るためのプロジェクトで費用も安かったが、NSAはシンスレッドではなくトレイルブレイザーの新規開発を選んだ。トレイルブレイザーは後にテロリスト監視プログラムやNSAの令状なしの監視の一部になった。2002年にNSAは技術実証のたたき台の開発のために、軍需企業のサイエンス・アプリケーション・インターナショナル・カンパニー（SAIC）社が主導する共同事業体を選定して、2億8000万ドルの契約を結んだ。このプロジェクトにはボーイング社、IT企業のコンピューター・サイエンス・コーポレーション社やブーズ・アレン・ハミルトン社などが参加していた。プロジェクトの監督者はNSAのウィリアム・B・ブラック・ジュニア専門官だった。ブラックはNSAからSAICに転職し、2000年にNSA長官のマイケル・ヘイデン将軍によってNSAに再雇用された人物だった。SAICの経営陣には元NSA長官のボビー・インマン将軍も居り、SAICはトレイルブレイザーの構想段階にも参加していた。その後、NSAの監察総監室はトレイルブレイザーに関する報告書を作成し、「不適切な契約に基づくコストの増大、作業記述書の管理規定の非順守、請負作業員の過大な労働単価について論じた」。2004年のアメリカ国防総省の監察総監室の報告書もこのプログラムを批判した（下記参照）。報告書は「NSAは国家の安全保障の火急の必要性を無視した」とし、「トレイルブレイザーの事業遂行は乏しいのに非常に高額である」と論じた。一方、プロジェクトの契約会社の中には国防総省の監察に協力すると「経営上の仕返し」の恐れがあると心配している会社もあった。NSA長官も国防総省の監察にはいくつかの点で同意せず、報告書には不一致に関する議論が残った。2005年、NSA長官のマイケル・ヘイデン将軍は上院の公聴会で、トレイルブレイザーは予算を数百万ドル超過し、スケジュールも数年遅れだったと述べた。2006年、数十億ドルの費用をかけた計画は打ち切られた 。雑誌ニューズウィークのホーゼンボール記者の匿名の情報源のNSA職員達は、計画は「浪費的な失敗」だったと語った。トレイルブレイザーに代わる新しい計画はタービュランス（乱気流）と呼ばれ、2007年からはPRISMも始まった。