ABSTRACT Flooding is known to facilitate infectious disease transmission, yet quantitative research on microbiological risks associated with floods has been limited. Pathogen fate and transport models provide a framework to examine interactions between landscape characteristics, hydrology, and waterborne disease risks, but have not been widely developed for flood conditions. We critically examine capabilities of current hydrological models to represent unusual flow paths, nonuniform flow depths, and unsteady flow velocities that accompany flooding. We investigate the theoretical linkages between hydrodynamic processes and spatiotemporally variable suspension and deposition of pathogens from soils and sediments; pathogen dispersion in flow; and concentrations of constituents influencing pathogen transport and persistence. Identifying gaps in knowledge and modeling practice, we propose a research agenda to strengthen microbial fate and transport modeling applied to inland floods: (1) development of models incorporating pathogen discharges from flooded sources (e.g., latrines), effects of transported constituents on pathogen persistence, and supply-limited pathogen transport; (2) studies assessing parameter identifiability and comparing model performance under varying degrees of process representation, in a range of settings; (3) development of remotely sensed data sets to support modeling of vulnerable, data-poor regions; and (4) collaboration between modelers and field-based researchers to expand the collection of useful data in situ.

中文翻译：

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估计与内陆洪水事件相关的微生物风险：病原体传播的桥接理论和模型

摘要 众所周知，洪水会促进传染病的传播，但对与洪水相关的微生物风险的定量研究却很有限。病原体归宿和迁移模型提供了一个框架来检查景观特征、水文和水传播疾病风险之间的相互作用，但尚未针对洪水条件广泛开发。我们批判性地检查当前水文模型的能力，以表示伴随洪水的异常流径、不均匀的水流深度和不稳定的流速。我们研究了流体动力学过程与土壤和沉积物中病原体的时空可变悬浮和沉积之间的理论联系；病原体在流动中分散；和影响病原体运输和持久性的成分的浓度。确定知识和建模实践中的差距，我们提出了一个研究议程，以加强适用于内陆洪水的微生物归宿和运输模型：（1）开发模型，包括来自洪水源（例如厕所）的病原体排放、运输成分对病原体持久性的影响和供应受限的病原体运输；(2) 评估参数可识别性和比较模型性能的研究，在不同程度的过程表示下，在一系列设置中；(3) 开发遥感数据集以支持脆弱、数据匮乏地区的建模；(4) 建模者和实地研究人员之间的合作，以扩大原位有用数据的收集。(1) 开发模型，将被淹水源（例如厕所）的病原体排放、运输成分对病原体持久性的影响以及供应限制的病原体运输纳入其中；(2) 评估参数可识别性和比较模型性能的研究，在不同程度的过程表示下，在一系列设置中；(3) 开发遥感数据集以支持脆弱、数据匮乏地区的建模；(4) 建模者和实地研究人员之间的合作，以扩大原位有用数据的收集。(1) 开发模型，将被淹水源（例如厕所）的病原体排放、运输成分对病原体持久性的影响以及供应限制的病原体运输纳入其中；(2) 评估参数可识别性和比较模型性能的研究，在不同程度的过程表示下，在一系列设置中；(3) 开发遥感数据集以支持脆弱、数据匮乏地区的建模；(4) 建模者和实地研究人员之间的合作，以扩大原位有用数据的收集。(2) 评估参数可识别性和比较模型性能的研究，在不同程度的过程表示下，在一系列设置中；(3) 开发遥感数据集以支持脆弱、数据匮乏地区的建模；(4) 建模者和实地研究人员之间的合作，以扩大原位有用数据的收集。(2) 评估参数可识别性和比较模型性能的研究，在不同程度的过程表示下，在一系列设置中；(3) 开发遥感数据集以支持脆弱、数据匮乏地区的建模；(4) 建模者和实地研究人员之间的合作，以扩大原位有用数据的收集。