《Environmental Science: Water Research and Technology》：Vulnerability, failure, and adaptation of sanitation systems under extreme rainfall and flooding: a systematic reviewOpen Access
极端降雨和洪水可对卫生基础设施造成损害，中断卫生服务，并将粪便污染物释放到环境中。然而，驱动卫生系统脆弱性与失效的因素，以及可用于减轻这些影响的气候适应策略，目前尚未得到充分认识。本研究采用系统性综述方法，考察了极端降雨与洪水条件下卫生系统的脆弱性和失效情况，识别了与这些失效相关的基础设施、环境、管理及治理因素，并综合归纳了旨在降低脆弱性的适应策略。研究人员检索了五个电子数据库中的学术与灰色文献，并通过两阶段筛选流程识别相关研究。两名独立评审人员对研究的相关性进行了筛选，并使用经改编的偏倚风险评估框架评估了偏倚风险。来自46个国家的178项研究符合纳入标准。不同卫生系统类型之间的脆弱性存在差异。在强降雨和洪水期间，坑式厕所（pit latrines）和化粪池系统（septic systems）最容易发生溢流、坍塌、结构损坏和功能丧失，而尿液分流干燥厕所（urine-diverting dry toilets, UDDTs）及连接至管网下水道的抽水马桶通常记录的洪水相关失效较少。研究人员将卫生系统脆弱性驱动因素的证据综合为基础设施、环境、管理与治理四个领域，表明洪水相关失效是由这些因素之间的相互作用所塑造，而非仅由基础设施特征决定。研究人员还识别了与各领域相关的适应策略，这些策略有潜力在极端降雨和洪水条件下降低脆弱性并改善卫生系统性能，同时强调了其实施过程中面临的实际挑战。本综述提供了关于卫生系统在极端降雨和洪水条件下何处失效及为何失效的循证综合，并识别了可降低脆弱性、支持更具气候韧性的卫生规划与投资的适应策略。
1. 引言
全球范围内，气候变化正在加剧极端天气事件的严重程度，使卫生基础设施面临风险。在强降雨和洪水期间，卫生基础设施可能发生失效，从而加剧全球36亿缺乏适当卫生服务人口所面临的挑战，尤其是全球居住在洪水易发地区的5亿人口。政府间气候变化专门委员会（IPCC）预测，到21世纪中叶，许多地区，特别是亚洲、撒哈拉以南非洲以及中美洲和南美洲，将经历更频繁和更强烈的降雨事件，导致洪水风险升高。气候变暖加剧了这些变化，因为较温暖的大气可容纳更多水分，导致更强的暴雨和洪水。预计到2050年，全球将有近16亿人受到气候引发的洪水影响，尤其是在城市地区。
当卫生系统失效时，其后果远超基础设施功能丧失本身。大量研究证实，强降水可使污水系统超负荷，导致合流制溢流（combined sewer overflows, CSOs）和未经处理的废水被释放到环境中。洪水将厕所、化粪池和明沟中的病原体冲刷至供水系统。坑式厕所坍塌或遭淹没，化粪池随着地下水位上升而从地面浮起；粪便废水造成的地下水污染在许多环境中均有记录，估计影响超过20亿依赖地下水作为主要饮用水源的人口。此类卫生失效已被直接关联到霍乱、腹泻、甲型肝炎及其他水媒传染病的暴发，尽管证据尚不统一。一项利用40个撒哈拉以南非洲国家数据的研究发现，洪水期间霍乱发病率显著高于干旱期（发病率比 = 144；95% CI: 101–208）。相比之下，一项更早的关于非洲内陆霍乱暴发的系统性综述发现，干旱而非洪水与暴发发生的一致性更强，水资源稀缺期间的卫生习惯不良被识别为重要的传播驱动因素。在孟加拉国达卡，建模研究将接触受污染洪水的直接风险与约2.2 × 10
?3的霍乱风险相关联，每日洪水暴露量估计约为每人37 mL。除健康影响外，卫生失效可迫使社区重新进行露天排便，逆转向可持续发展目标6.2及其所代表的公共卫生保护所取得的来之不易的成果。
近年来，关于极端降雨和洪水对卫生系统影响的证据显著扩展。多个大洲的研究记录了卫生系统失效情况，识别了与系统脆弱性相关的基础设施、环境、管理与治理因素，并提出了一系列适应策略。然而，尽管证据体不断增长，驱动卫生系统脆弱性和失效的因素尚未得到系统性综合。这一知识缺口限制了政策制定者和项目规划者在不同背景（基础设施类型和环境条件差异显著）下优先排序适当卫生干预措施的能力。因此，需要对现有证据进行系统性综合，以识别卫生系统脆弱性的主要驱动因素，并为减少不同卫生系统和环境下气候相关风险的适应策略提供信息。
本综述填补了这一空白。本综述有三个目标：（1）考察极端降雨和洪水条件下卫生系统的脆弱性；（2）探讨导致这种脆弱性的因素；（3）综合旨在减少极端降雨和洪水条件下卫生系统脆弱性的适应策略，并评估支持这些策略的证据。通过汇集不同卫生技术、气候环境和研究设计的证据，本综述为识别最持续驱动卫生系统脆弱性的因素奠定了基础，并为气候适应规划、政策制定和未来研究提供证据指导。
2. 材料与方法
2.1 检索策略
本综述遵循系统综述和荟萃分析首选报告项目（PRISMA）指南。完整的PRISMA检查表见补充信息（File S1）。检索策略通过预检索进行开发和优化，以在保持与综述目标相关性的同时最大化敏感性（表1）。检索了五个文献数据库（PubMed、Scopus、Embase、Global Health和Web of Science）以获取相关的同行评审文献。检索聚焦于三个主要概念：（1）卫生系统脆弱性与失效；（2）与卫生系统脆弱性和失效相关的因素；（3）在极端降雨和洪水条件下降低脆弱性并改善卫生系统性能的适应策略。检索最初于2024年9月进行，并于2026年4月更新。完整检索策略见File S1。综述方案已在PROSPERO（系统综述/荟萃分析研究注册中心）前瞻性注册（注册号：CRD42023422771）。
2.2 纳入标准
研究若符合以下条件则纳入：（i）考察与极端降雨和洪水相关的卫生系统脆弱性或失效；（ii）考察与卫生系统脆弱性或失效相关的基础设施、环境、管理或治理因素；或（iii）考察旨在降低脆弱性或最小化极端降雨和洪水对卫生系统影响的适应策略。更广泛涉及气候相关危害的研究仅在明确评估极端降雨或洪水对卫生系统影响时纳入。
本综述以政府间气候变化专门委员会（IPCC）对韧性的定义为更广泛的概念框架：“社会、经济和环境系统应对危险事件或趋势或干扰的能力，以维持其基本功能、身份和结构的方式进行响应或重组，同时保持适应、学习和转型的能力”。然而，与综述目标一致，综合重点特别关注极端降雨和洪水条件下卫生系统脆弱性、已记录的失效路径和适应策略的证据。与韧性更广泛维度相关的证据，特别是极端事件后的恢复和重组，仅在所综述文献中报告时纳入。
对研究设计、发表年份或地理位置没有限制。同行评审文献和灰色文献均有资格纳入。会议摘要或书籍、无法获取全文、以英语以外语言发表或重复记录的文章被排除。
2.3 研究选择
检索结果导入Covidence，识别并删除重复记录。筛选由三名评审人员完成。第一阶段，两名评审人员独立筛选标题和摘要，当仅凭摘要无法确定符合性时检索全文。随后由三名评审人员独立完成全文筛选。第四名评审人员独立审核了20%随机抽样筛选决定，以评估一致性并最小化选择偏倚。分歧通过讨论解决，必要时咨询第四名评审人员。
2.4 数据提取与管理
数据提取由两名评审人员独立完成，分歧通过讨论和第三名评审人员裁定解决。提取的信息包括研究特征、关键概念定义、卫生技术类型、评估的气候危害、记录的失效机制、与卫生系统脆弱性相关的基础设施、环境、管理和治理因素、报告的适应策略以及关键研究结果。提取的数据汇编到标准化数据库中，并根据卫生技术类型、记录的失效路径、脆弱性驱动因素和适应策略进行组织。完整提取数据库见补充信息（File S2）。
2.5 偏倚风险评估
使用乔安娜·布里格斯研究所（JBI）系列设计特异性关键评估检查表评估偏倚风险。每项研究根据其研究设计（如分析性横断面、定性、病例系列、系统综述或文本与观点）使用相应的检查表进行评估。简要而言，JBI系列工具由一组问题组成，用于评估是否已采取特定保障措施以最小化偏倚风险或解决与研究有效性或质量相关的其他因素。每个问题可评为满足（是）、未满足（否）、不清楚或不适用。
由于JBI系列工具不包含环境建模研究的检查表，这些研究使用改编自Hamilton等人发表的环境建模评估框架的预定标准进行评估，重点关注模型透明度、假设、输入数据、验证、不确定性分析和报告。
关键评估为证据解释提供信息，但不作为排除研究的依据。完整的JBI关键评估和用于评估环境建模研究的Hamilton等人工具见File S1。
2.6 数据综合
鉴于研究设计、卫生技术、气候危害和报告结果的显著异质性，定量荟萃分析不适用。因此，根据卫生技术类型、记录的失效路径、与脆弱性相关的因素和报告的适应策略对结果进行叙述性综合。在综合过程中，识别了研究间的相似性、差异和矛盾，并结合研究设计、地理背景和偏倚风险评估对结果进行解释。特别注意区分由多项实证研究支持的结果与主要基于建模研究、专家意见或有限证据的结果。
3. 结果
3.1 检索结果和纳入研究的特征
文献检索识别了6961篇文章，其中3846篇作为重复记录被删除。在剩余的3115篇文章中，2579篇在标题和摘要筛选阶段被排除，另有358篇在全文审查后被排除。共有178篇文章符合纳入标准并纳入综述（图1）。
178项纳入研究涵盖约48个国家（图2）。最大的单一国家贡献来自美国（n = 22）和中国（n = 19）。撒哈拉以南非洲贡献了71项研究，其中南非（n = 8）、乌干达（n = 5）和埃及（n = 4）贡献最大，此外还有来自肯尼亚、坦桑尼亚和马拉维的研究。南亚和东亚贡献了约64项研究，以印度（n = 13）、孟加拉国（n = 8）、尼泊尔（n = 7）和印度尼西亚（n = 5）为首，另外还从所罗门群岛、泰国和菲律宾识别出研究。八项研究在全球尺度上综合了证据。尽管地理代表性广泛，但重要的证据缺口仍然存在。农村（n = 18）、城乡结合部（n = 4）和非正式居住区（n = 2）仅占纳入研究的一小部分，尽管它们代表了最易受气候相关卫生失效影响的一些背景。因此，本综述结果对这些高风险环境的普适性有限。
研究设计具有异质性（表2）。20项研究采用建模方法，使用降雨记录、洪水地图和下水道溢流报告等二手数据，包括应用标准化降水指数和基于GIS的洪水危害分析的新研究，以及所罗门群岛的贝叶斯信念网络模型。36项研究为横断面研究，24项为定量研究，包括涵盖菲律宾台风影响、埃塞俄比亚、乌干达和尼泊尔洪水对家庭卫生影响以及马拉维气旋事件的研究。指标开发和评估类别也增加到24项研究，包括Lebu等人开发并验证了基贝拉非正式居住区卫生基础设施的19指标韧性框架，使用探索性图表和验证性因子分析。其他设计包括案例研究（n = 20）、专家意见和评论（n = 15）、环境采样（n = 11）、政策分析（n = 6）、综述（n = 4）、定性研究（n = 10）和混合方法（n = 8）。发表年份分布继续集中在2011–2020年期间（n = 115；64.6%），但2020年后发表的研究现在占语料库的四分之一以上（n = 45；25.3%），反映了近年来气候-卫生研究日益增长的势头。16项研究发表于2011年前，其中两项早于2000年。
所有纳入研究都将极端降雨作为气候危害。150项研究（84.3%）涉及洪水，其次是干旱和干燥天气条件（n = 56；31.5%）、海平面上升（n = 23；12.9%）、季风和大风（n = 22；12.4%）、热应激（n = 9；5.1%）和滑坡（n = 7；3.9%）。五项研究考察了极端降雨和海平面上升的综合效应。尽管本综述聚焦于降雨和洪水，但复合气候危害的证据仍然有限，表明对相互作用的压力源在未来气候变化下如何影响卫生系统脆弱性的了解甚少。
坑式厕所是研究最频繁的卫生技术（n = 129；72.5%），其次是污水处理厂（n = 76；42.7%）、连接化粪池系统的抽水马桶（n = 48；27.0%）和连接管网下水道系统的抽水马桶（n = 47；26.4%）。尿液分流干燥厕所（n = 12；6.7%）、堆肥或生态卫生厕所（n = 9；5.1%）、排水系统（n = 15；8.4%）和蜜桶系统（n = 3；1.7%）的代表性较低。许多研究评估了多种卫生技术。由于不同卫生技术的证据分布不均，与坑式厕所、化粪池系统和污水处理厂相关的结论得到相对大量证据支持，而尿液分流干燥厕所、堆肥厕所和蜜桶系统的结果应更谨慎解释，因为它们基于的研究数量少得多。
3.2 证据的关键评估
方法论质量因研究设计而异。使用适合其方法学设计的JBI设计特异性关键评估检查表对研究进行评估，包括分析性横断面、定性、病例系列、系统综述以及文本和观点检查表。环境建模研究使用改编自Hamilton等人的框架单独评估。
在使用JBI分析性横断面检查表评估的研究中，最常未满足的标准涉及潜在混杂因素的识别和管理、参与者选择程序的报告有限，以及处理缺失数据策略的描述不足。定性研究通常被认为在研究问题、数据收集和结果解释之间具有良好的方法学一致性，但许多研究对研究者反思性以及研究者对结果影响的讨论有限。病例系列和环境采样研究通常描述良好，但往往缺乏参与者纳入标准或病例招募程序的明确报告。
专家意见和评论文章通常满足JBI关于作者专业知识、逻辑论证发展和参考文献支持的标准。然而，由于其性质，这些研究提供的证据水平低于实证调查，因此在证据综合中相应解释。
环境建模研究通常报告了明确定义的目标、透明的模型结构和适当的输入数据描述。相比之下，模型验证、敏感性分析和不确定性分析的报告不太一致，降低了对某些建模结论的信心。
关键评估为证据解释提供信息，但不作为排除研究的依据。在结果和讨论中，主要由具有重要方法学限制或较低证据水平的研究支持的结果被识别并适当谨慎解释。
3.3 不同卫生系统类型的脆弱性和失效路径
大量证据表明，极端降雨和洪水通过多种失效路径扰乱卫生系统，包括服务中断、溢流和粪便直接释放到环境中、对收容设施和上部结构的结构损坏，以及可能导致露天排便的长期不可达性。失效的类型、严重程度和后果因卫生技术而异，并由基础设施设计、环境条件、运行维护和治理的相互作用所塑造，而非仅由技术类型决定。
3.3.1 坑式厕所
坑式厕所是研究最频繁的卫生技术，证据一致表明其在洪水下的性能更多地取决于建造质量、选址和维护，而非技术本身。尽管几项研究报告坑式厕所在洪水事件期间可保持功能，但建造不良或维护不善的设施始终与溢流、淹没和结构坍塌相关，所有这些都可能导致环境污染。
建造质量成为报告最一致的洪水相关失效决定因素。研究将破损的盖板、老化的基础设施、未衬砌的坑穴和不合标准的建造材料确定为损坏的重要预测因素。孟加拉国的实地调查记录了广泛的 structural 缺陷，如环接头不良、盖板失效、结构坍塌以及洪水期间97%的研究厕所的高失效率。多个洪水易发环境报告了类似观察。
关于高程如何影响洪水期间坑式厕所的证据不一。几项研究报告，在洪泛平原和低海拔地区，即使在中等事件中厕所也会被淹没，导致服务中断并迫使人们露天排便。在肯尼亚，一项非正式居住区研究发现，最低洼地区的厕所在雨季不成比例地被淹没和废弃。相比之下，一项覆盖埃塞俄比亚、乌干达和尼泊尔1429户家庭的大型跨国实证研究发现，在逻辑回归模型中，厕所是否高于地面与洪水相关失效减少并无独立关联。厕所盖板裂缝和上部结构及屋顶渗漏始终与失效相关，表明建造质量是比单纯高程更可靠的性能预测因素。
在高地下水位地区，即使没有剧烈洪水事件，未衬砌坑穴也构成记录在案的地下水污染风险。来自建模、环境监测和空间分析的证据一致显示强降雨和洪水期间污染风险增加，尽管风险大小因水文地质条件和居住特征而异。例如，在印度农村，无衬砌的厕所覆盖率与当地地下水源隐孢子虫和贾第鞭毛虫污染升高87–306%相关。在泰国北部，一项为期一年的监测研究发现，100%的浅井检测出粪便污染，雨季开始时的高峰浓度与现场卫生系统的冲刷和地下水动态有关。这些风险据报道在城市环境中更加复杂：在达累斯萨拉姆，一项基于GIS的多标准分析发现，超过90%的 ward 属于高至极高洪水风险区，且几乎完全依赖靠近河流和低洼地区的坑式厕所，形成了基础设施和环境因素汇聚成洪水事件期间卫生失效近乎确定性的局面。
尽管存在这些脆弱性，坑式厕所仍被广泛使用，因为它们需要最少的水和电力，成本低，且洪水损坏后可相对快速地重建。巴西亚马逊的证据表明，在季节性淹没的河流社区安装的双坑、混凝土墙厕所在坑穴适当衬砌且社区遵循推荐的坑穴轮换和维护实践时，在反复淹没下仍保持功能。
3.3.2 化粪池系统
在综述证据中，化粪池系统通常比坑式厕所更容易受洪水影响，因为其性能依赖于能够接收污水的非饱和土壤。当土壤饱和时，排水场失去渗透能力，导致系统回流、溢流以及未经处理或部分处理的废水释放。
来自观察性研究并由工程评估支持的证据一致将水力失效识别为主要机制。在印度尼西亚，一项横断面研究发现，依赖化粪池系统的家庭在洪水期间报告的腹泻发病率是使用坑式厕所家庭的两倍。同一研究中，29%的双室化粪池冲洗系统在强降雨或洪水期间溢流，而单室化粪池为49%，单坑冲洗系统为60%。浮起是一种独特且特别具有破坏性的失效模式：当地下水位在化粪池周围迅速上升时，空或部分填充池的浮力可将其完全抬离地面，rupturing 进出口管道并释放未收容的粪便污水。在预期洪水事件期间保持池内一定水位有助于防止这种情况，因为增加的重量抵消了浮力。
在沿海环境中，风暴潮、海平面上升和高地下水的相互作用产生复合风险。罗德岛海岸的一项地理空间建模研究发现，1级飓风的波浪淹没和风暴潮威胁约2000个现场污水处理系统，在4级事件下上升到超过4600个系统，对个别房主的损害从1000美元到超过30000美元不等。增加0.3米海平面上升使受威胁系统数量增加约200个。乔治亚州海岸的类似地理空间建模发现，排水场类型（水平与土丘式）是化粪池系统维修和更换的最强预测因素（p < 0.01），其次是每间卧室的池容量（p < 0.01），代表水文条件的土壤地形指数成为具有其他有利设计规格系统的主导预测因素。
几项研究还识别了化粪池失效的行为贡献因素，包括在洪水期间故意排放化粪池内容物以防止家庭回流，但实际上将未经处理或部分处理的污水释放到环境中。这种行为表明社区对洪水如何影响化粪池性能的理解存在差距，且仅靠基础设施改善不太可能在没有补充社区教育、监管和维护计划的情况下消除洪水相关失效。
适应措施，包括密封盖、止回阀和抬高通风口，与脆弱性降低相关。在洪水易发环境中，沙滤替代方案在病原体排放风险指标上优于排水场替代方案。在拓扑条件允许的情况下，具有模块化或抬高排水场的分散式系统显示出前景。然而，相对较少的研究纵向评估了这些干预措施，限制了对其在反复洪水暴露下长期有效性的信心。
3.3.3 尿液分流干燥厕所和堆肥厕所
在现有证据中，尿液分流干燥厕所（UDDTs）在现场卫生技术中表现出最强的抗洪水失效能力，尽管这一结论由相对较小的证据基础支持。其性能始终归因于结构和功能特征的组合：防水收容室在淹没期间减少地下水污染，室内无水消除了溢流风险，干燥环境促进粪便脱水和病原体负荷减少，且该技术运行所需电力或外部水输入极少。
在孟加拉国，洪水易发社区UDDTs的实地评估发现，在典型洪水条件下它们保持功能，损坏和废弃报告少于其他现场技术。尽管初始资本成本超过传统坑式厕所，但重新设计的低成本型号将建造成本降低了约49%。当考虑尿液和粪便回用的肥料节省时，该技术在大约九年后实现了正的净现值。所罗门群岛也报告了类似发现，社区评估将UDDTs和其他干式卫生技术识别为在降雨增加和干旱情景下相对稳健。
堆肥厕所和生态卫生系统的证据相当有限。与UDDTs一样，这些系统避免了液体废物积累，因此降低了洪水引起的溢流可能性。然而，几项研究指出，成功性能取决于正确的操作和维护，管理不当的系统表现出病原体持久性升高。
干式卫生技术观察到的优势得到其设计原则的支持。Cunningham等人将UDDTs描述为通过同时避免接触洪水、通过防水收容抵御淹没以及在发生结构损坏时限制污染物释放，包含了多种互补的韧性机制。这些特征为所综述研究中报告的一致性能提供了合理解释。
尽管有这些优势，证据也识别了更广泛实施的重要障碍。在某些环境中，社区接受度仍然不一，特别是在共享设施、较长步行距离或不熟悉操作降低用户可接受性的地方。此外，干燥粪便的处理和回用在许多环境中仍然具有文化敏感性，而双坑系统所需的空间可能限制其在密集城市居住区的实施。
总体而言，现有证据表明UDDTs是极端降雨和洪水条件下最不易受影响的现场卫生技术之一。然而，对这一结论的信心受到研究数量相对较少及其集中在有限地理环境的调节。
3.3.4 连接管网下水道系统的抽水马桶
来自几项研究的证据表明，在家庭层面，连接下水道的抽水马桶通常比现场卫生系统表现出更低的洪水脆弱性，前提是支持性下水道网络保持运行。其相对较好的性能反映了厕所界面通过埋地输送基础设施与洪水物理分离。在印度尼西亚，只有21%的冲水-下水道设施类型在强降雨或洪水期间溢流，是评估的所有技术类型中比例最低的。内罗毕也报告了类似发现，连接下水道的厕所表现出比坑式厕所更高的韧性。
然而，这种表面上的韧性取决于更广泛下水道网络的性能，包括其处理多余雨水的能力。一旦超过下水道容量，废水通过家庭管道回流，导致内部洪水、服务中断和接触未经处理的污水。合流制下水道系统特别容易受影响，因为雨水和废水共享同一输送网络，增加了强降雨事件期间合流制溢流（CSOs）的可能性。澳大利亚墨尔本的一项案例研究报告，在湿润年份11个检查井发生下水道溢流，而在3.2公里下水道网络内，57个监测检查井中有53个经历超载。
停电加剧了下水道系统失效。通过网络提升废水的泵站需要电力；当风暴摧毁电力时，污水停止流动并回流。在北极社区，Warren等人记录到永久冻土融化、洪水和极端天气事件造成的侵蚀已经扰乱了污水输送系统和管道基础设施，小型和偏远社区尤其脆弱。
老化基础设施放大了所有这些风险。破裂、腐蚀或错位的管道允许雨水渗透和入流（I/I），在强降雨事件期间可超过管道容量，即使在网络设计用于处理正常流量的情况下也触发溢流。来自美国和欧洲的研究记录，管道年龄是下水道溢流频率的最强预测因素之一，失效率遵循特征性的浴盆形曲线。在奥斯陆，对污水处理厂数据六年的分析显示，超过临界温度阈值的融雪事件导致入流流量统计显著增加，干扰了生物脱氮和二次澄清过程。
非法连接，包括将雨水落水管接入污水管道以及雨水管和污水管之间的交叉连接，进一步增加了降雨事件期间进入系统的水量，这一问题在高收入和低收入国家的多个城市环境中均有记录。通过未覆盖检查井进入系统的固体废物增加了堵塞，特别是在固体废物管理和卫生服务均不足的低收入城市地区。
总体而言，尽管有限的证据表明连接下水道的卫生系统在家庭层面相对抵抗洪水影响，但它们高度依赖于更广泛下水道网络的完整性和容量。因此，仅关注家庭卫生设施的适应策略不太可能在没有同步投资于下水道基础设施、雨水管理和资产维护的情况下减少洪水相关失效。
3.3.5 污水处理厂
污水处理厂（WWTPs）是研究最广泛的卫生系统之一，73项研究考察了其在极端降雨和洪水下的性能。在整个证据库中，洪水通过多种相互作用途径扰乱处理过程，包括水力超载、关键基础设施淹没、停电和生物处理过程受损。
水力超载是报告最一致的失效机制。强降雨和雨水入流使入流流量超过处理能力，迫使处理过程旁路，排放未经处理或部分处理的废水。Olyaei等人证明，仅过量入流即可在结构淹没发生前损害工厂性能，而风暴潮影响的建模显示，电气设备和处理单元淹没可导致完全运行失效，出水水质接近未经处理的入流。超级风暴桑迪后纽约大都市区污水处理厂的类似组合水力超载和物理损坏已被记录。
温度相关影响代表生物废水处理系统独有的额外脆弱性。奥斯陆Bekkelaget WWTP的长期监测显示，融雪事件同时产生入流流量增加和废水温度降低，造成冲击负荷条件，单次事件后处理性能恢复需要长达四天，且这些干扰的频率在监测期内增加。
证据一致表明，WWTP的气候相关失效后果可远超单个设施。例如，在美国，超级风暴桑迪后Bay Park污水处理厂的后果说明风暴对主要设施的损坏可对公共和环境健康产生级联效应，尽管该风暴的季节性晚期时间调节了一些直接影响。Karamouz等人直接以桑迪作为示范案例，指出它影响了纽约大都市区最重要的基础设施之一的WWTPs，且桑迪后的韧性投资自此塑造了沿海WWTP洪水风险的规划和管理方式。
适应措施主要集中于通过结构性保护减少洪水暴露。防洪屏障、关键设备抬升和保护性基础设施是最常提出的干预措施，特别是对于面临与海平面上升相关洪水频率增加的沿海设施。然而，相对较少的研究评估了这些适应措施在重复或未来气候极端条件下的长期有效性。
总体而言，证据一致表明WWTP脆弱性源于水力、结构和运行失效的相互作用，而非任何单一机制。尽管提出了众多工程适应措施，但关于其在变化气候条件下长期有效性的实证证据相对有限，突出了未来研究的重要优先事项。
3.4 卫生系统脆弱性和失效的驱动因素
在综述文献中，影响卫生系统脆弱性和失效的因素一致地聚集为三个相互关联的领域：基础设施、环境以及管理与治理。证据表明，这些领域相互作用决定系统在极端降雨和洪水下的性能。设计良好的基础设施在环境不适宜的地点或管理不善时仍可能失效，而适当选址的系统可能因建造、维护或治理不足而变得脆弱。
3.4.1 基础设施因素
基础设施质量成为所有卫生技术中报告最一致的卫生系统脆弱性决定因素。常见因素包括盖板的结构完整性、坑穴衬砌、收容单元、管道和连接的状况、上部结构的结构牢固性，以及设施是否设计用于承受与洪水相关的水力负荷和物理力。
证据在低收入和高收入环境中都显著一致。建造质量差被记录为低收入和中等收入国家（LMICs）和高收入环境中的关键脆弱性。在低收入社区，财务限制常导致使用铁皮、泥土、木板或塑料板等不合标准材料建造上部结构，其中大多数可能在远低于混凝土或砖结构的应力下失效。在孟加拉国，实地检查发现超过三分之二的厕所示出结构性缺陷，包括安装不良的环、不稳定的盖板和不足的坑深，所有这些都增加了洪水期间失效的可能性。同样，老化、破裂、腐蚀或受冲击负荷的下水道管道被一致识别为降雨相关失效的主要贡献因素，且一旦损坏往往无法修复。
排水场设计是化粪池性能的特别重要决定因素。在乔治亚州海岸，Hoghooghi等人发现排水场类型（水平与土丘式）是系统维修和更换率的最强预测因素，在季节性高地下水位条件下，土丘式排水场显著优于水平式。这一基于设计的发现支持了更广泛的原则，即基础设施特征比任何单一管理决策更能塑造韧性。
综述文献中最重要的发现之一是建造质量与通常推广的结构适应措施之间的相对重要性。一项覆盖埃塞俄比亚、乌干达和尼泊尔1429户家庭的多国调查发现，厕所盖板裂缝和上部结构屋顶渗漏始终与洪水期间卫生失效相关，而将厕所抬升高于地面在逻辑回归模型中并非失效的独立预测因素。这一发现挑战了仅靠抬升即可提高洪水韧性的普遍假设，并表明投资于耐用建造材料和结构质量可能比单独抬升更能减少脆弱性。
3.4.2 环境因素
综述中有31项研究考察了影响卫生系统脆弱性的环境条件。在考察的环境因素中，低海拔和位于洪泛平原是识别最一致的脆弱性因素。低洼地区的系统面临更高的侵蚀易感性，接收来自高地的雨水和径流，并且即使在中等降雨事件中其坑穴或收容单元也更可能被淹没。
几项研究表明环境风险高度特定于地点。高地下水位被反复识别为卫生脆弱性的预测因素，特别是对于坑式厕所和化粪池系统。在泰国北部，一项为期一年的监测研究记录了浅层地下水动态如何驱动污染脉冲，包括雨季开始时的粪便指示生物冲刷、持续降雨期间的稀释、干旱期间的浓缩以及单次风暴期间的快速污染峰值。这些动态强调厕所坑穴与饮用水源之间的安全水平距离关键取决于当地地下水条件，静态指导（如30米）在某些环境中可能具有保护作用，在另一些环境中则不足。
靠近河流和地表水体显著放大了洪水风险。在达累斯萨拉姆的Sinza河流域，基于GIS的复合危害模型在五个因素中加权河流邻近度最重（0.30），反映了河流邻近度在预测坑厕淹没中的记录重要性。该研究的子ward水平分析表明，洪水风险的空间变化在小地理区域内是显著的，加强了在卫生规划中进行地点特异性环境评估而非依赖更广泛尺度指标的必要性。
土壤性质通过改变渗透和排水进一步影响卫生性能。快速排水土壤允许污水远离收容设施，降低溢流风险，但可能加速地下水污染。排水不良土壤保留水分，导致坑穴和排水场周围积水。排水渠道中的沉积速率影响暴雨径流从场地排出的速度。有证据表明这些土壤性质与卫生系统工程设计相互作用（例如，在沙质土壤中排水良好的坑厕可能在黏土中溢流）；然而，很少有研究考察纳入当地土壤条件的设计指南。
城乡区别以超出明显方式的方式影响环境风险。农村环境通常具有较低的人口密度和不透水表面覆盖率，减少了径流并在一定程度上减轻了暴洪。但农村社区也往往具有较弱的基础设施维护能力、无正式下水道连接，以及洪水发生时获得紧急服务的机会有限。来自布基纳法索、孟加拉国和老挝人民民主共和国的证据表明，农村环境中的气候危害与生计中断、有限的市场准入和受限的家庭收入相互作用，使社区即使在适度洪水损坏后也无法修复或更换设施。
环境脆弱性还随季节和居住类型变化。乌干达坎帕拉的研究发现，共享厕所的清洁度在雨季显著恶化，坑穴洪水、积水堆积和难闻气味使清洁变得困难并减少设施使用。这些季节动态意味着在干燥条件下表现足够的卫生系统可能每年有数周或数月实际上无法运行。总体而言，证据表明环境条件既影响卫生系统失效的概率，也影响社区在洪水事件后恢复的能力。
3.4.3 管理与治理因素
管理和治理始终影响卫生系统在洪水之前、期间和之后是否保持功能。在综述文献中，最常识别的因素是清掏实践、日常维护、设施清洁度、固体废物管理、用户行为、监管监督和长期规划。
季前清掏与多个研究和环境中的更高韧性相关。在雨季开始前清空的系统有更多容量吸收渗透和入流，然后才溢流，且清空的系统不太可能产生伴随溢流的粪便污染脉冲。然而，许多研究记录了及时清掏的显著障碍：限制真空卡车进入密集或非正式居住区的物理可达限制；缺乏检修口使手动清掏成为唯一选择；业主担心清掏期间盖板损坏；许多环境中尽管手动清掏广泛实践但法律限制；以及低收入家庭无法可靠负担的付费清掏服务成本。
雨季期间设施清洁度在几项研究中被识别为独立的韧性因素。在乌干达坎帕拉的非正式居住区，一项六个月的观察研究发现，雨季相对于旱季持续降低设施清洁度，季节与人类活动高峰周期（市场日、学校假期）的组合产生最差条件。厕所周围积水、周围院子或院落的铺砌以及排水渠道的管理都影响厕所是否保持可用，并防止伴随潮湿条件的粪-口传播。
社区在洪水期间的行为可恶化卫生结果。几项研究记录了家庭故意将化粪池系统冲入洪水或地表水，似乎是为了防止回流进入家庭。在印度Vellore，一项230名儿童的队列研究发现，肠道感染几率随降雨增加而显著增加，但仅对居住在易受明沟洪水影响地区的儿童如此，且该效应由邻里基础设施而非个人接触洪水驱动，强调卫生和排水系统的集体管理比个人行为更能决定结果。
治理因素在更广泛的制度尺度上塑造卫生脆弱性。内罗毕的社会技术分析证据表明，投资优先事项继续偏向下水道扩建，而对大多数居民使用的非下水道卫生系统的改善关注相对较少，从而强化了现有的气候脆弱性。该研究预测，到2030年，在任何合理的东非气候情景下，内罗毕相当大比例的人口将经历恶化的卫生状况，主要是因为规划框架忽略了最容易受气候风险影响的非下水道卫生制度。南非农村的一项参与式研究应用WASH风险评估工具发现，低社会经济地位是与气候相关卫生失效脆弱性最强烈相关的特征，因为低收入家庭既面临更大的暴露，又具有最少的适应能力。
几项研究强调，有效的气候适应需要跨多个治理领域的协调行动，而非孤立的 technical 干预。Howard等人的“WASH有多坚固”（HTWS）框架在尼泊尔和埃塞俄比亚开发和试点，识别了水和卫生服务韧性的六个领域：基础设施、环境背景、水和卫生管理、制度和治理、财务管理以及水和卫生使用。这种多领域框架捕捉了基础设施和非基础设施韧性因素之间的相互依赖性，并为社区和国家层面评估提供了实用基础。一项与印度尼西亚四个城市地方政府合作的互补性共同生产研究发现，适应响应需要涵盖规划、制度、融资、基础设施、用户意识、水循环管理以及监测和评估，确认了单部门技术韧性方法具有固有局限性。
3.5 降低卫生系统脆弱性和提高韧性的适应策略
综述研究识别了一系列旨在减少极端降雨和洪水条件下卫生系统脆弱性的基础设施管理和治理策略。基于基础设施的适应是最常报告的，通常提供最大的物理脆弱性降低，尽管它们通常需要大量财务投资和长期维护。相比之下，管理和治理干预通常成本较低且适用更广泛，但依赖于持续的机构能力、社区参与和监管支持。
3.5.1 结构和选址适应
结构适应主要集中于减少洪水暴露、改善结构完整性和在失效发生时限制污染物释放。适当选址原则上是最有效的适应措施之一，因为将卫生设施设置在较高地面并远离饮用水源可同时减少淹没和地下水污染。现有指南和标准建议上部结构抬升的最低垂直净空为预计洪水位以上六米，距离饮用水源的最低水平净空为30米。然而，相对较少的实证研究评估了这些建议在不同水文地质环境中是否提供充分保护，特别是在地下水位和土壤特征差异显著的情况下。
关于抬升的证据不一。几项研究报告了抬升卫生设施的较低淹没率，例子包括使用混凝土平台、额外卫生环或高脚建造来抬升上部结构以防止中度洪水。在孟加拉国，具有较高厕所高度（地面与盖板水平之间的差异）的UDDTs显示出比非抬升替代方案显著较低的淹没率。然而，来自埃塞俄比亚、乌干达和尼泊尔的证据发现，抬升在回归模型中并非失效概率降低的独立相关因素。这些发现表明，虽然抬升可减少进入厕所界面的洪水，但除非伴随建造质量改善，否则不太可能防止结构失效或污染。优先考虑抬升的计划还应确保同时解决盖板和上部结构质量问题。
改善结构完整性成为支持最一致的适应策略之一。用混凝土、砖或石衬砌坑厕减少了洪水期间的坑穴坍塌和粪便渗漏，而将坑穴衬砌与抬升盖板结合比单独任一干预提供更大保护。衬砌与抬升盖板的结合
