确定非法排放源
雨水基础设施旨在通过人造和自然基础设施捕获或输送地表水径流。 然而,非法污染物会影响此过程并含有潜在的有害物质。 您将使用城市的雨水公共设施网络,通过追踪污染物发现地的上游来调查非法排放。
熟悉网络
首先,您将下载一个工程包,其中包含城市的雨水公共设施网络。 在继续之前,您需要熟悉网络并了解如何使用基础设施来管理雨水径流。
- 下载 Stormwater_Utility_Network 工程包。
随即将 Stormwater_Utility_Network.ppkx 文件下载到您的计算机。
注:
.ppkx 文件是一个 ArcGIS Pro 工程包,可能包含可以在 ArcGIS Pro 中打开的地图、数据和其他文件。 通过本指南了解有关管理 .ppkx 文件的详细信息。
- 在计算机上找到已下载的文件,然后双击 Stormwater_Utility_Network.ppkx 以在 ArcGIS Pro 中将其打开。 如果出现提示,请使用您的 ArcGIS 帐户凭据进行登录。
注:
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织账户,请参阅软件访问权限选项。
此工程包含一张地图,其中显示了伊利诺伊州内珀维尔市的雨水公共设施网络。
地图上的线条来自 Stormwater Networks 图层。 每个子网都采用不同的颜色来表示网络中的不同集水区。 这些要素与比例相关,当进行放大时,这些要素将消失,而其他图层将变得可见并更详细地显示网络。
要了解有关子网的详细信息,您需要对其进行追踪并打开其弹出窗口。
- 单击功能区上的公共设施网络选项卡。
- 在子网组中,单击查找。
查找子网窗格随即显示。 其中列出了当地流域 (DuPage River Basin) 以及 13 个子网中的每个子网。
- 右键单击 Catchment I 并选择追踪子网。
公共设施网络将追踪此集水区的所有排放口,并在地图上选择属于该集水区的所有要素。 如果未选择部分子网,则指示未将其连接到该集水区。
- 在查找子网窗格中,右键单击 Catchment I 并选择弹出窗口。
弹出窗口随即出现,其中显示了与网络相关联的属性信息。
弹出窗口将列出与子网相关联的集水井、排放口和其他要素的数量。 其中还将显示所有子网的管道和水渠的长度。
- 关闭弹出窗口。
检查排放口
要继续探索雨水公共设施网络,您需要检查其排放口,即雨水排入水体(例如溪流或湖泊)的位置。 排放口是雨水管理的重要组成部分,因此必须在雨水公共设施网络中对其进行正确描绘。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击书签并选择 Catchment I Outfall。
地图将导航至 Catchment I(仍处于选中状态)流入 DuPage River Basin(蓝线要素)的位置。 虽然子网连接到盆域,但其在物理上并未接触。
- 单击功能区上的公共设施网络选项卡。 在关联组中,单击视图。
在地图上,要素之间的关联将显示为虚线。
关联指示要素之间的非空间连通性。 在本例中,Catchment I 的排放口连接到 DuPage River Basin 上的明渠连接点。
您将通过运行上游追踪来验证集水区是否流入河流,该追踪将选择指定位置上游的所有位置。
- 在公共设施网络选项卡上的工具组中,单击追踪按钮。
随即出现追踪窗格。 当您指向地图时,指针将变成选择工具,用于选择您希望追踪的检查井。
在继续操作之前,您需要确保已打开捕捉功能。 借助捕捉,可以更轻松地选择地图上的要素。 如果不使用捕捉功能,即使与要素相差微小距离,也会导致追踪工具无法找到起始位置。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在捕捉组中,确保捕捉高亮显示,指示其已打开。
注:
如果按钮未高亮显示,可以通过单击该按钮将其打开。
- 在地图上,单击 DuPage River Basin 上 Catchment I 关联下游的位置。
- 在追踪窗格中,单击指定配置选项卡。 选择上游追踪。
- 在追踪窗格的底部,单击运行。
单击点上游的所有区域均处于选中状态。 Catchment I 仍处于选中状态,指示其正确地流入 DuPage River Basin。
雨水公共设施网络最重要的优势之一是能够精确绘制排放口和水渠的位置,同时实现上游和下游追踪。 接下来,您将仔细观察 DuPage River Basin 并确定流入其中的排放口总数。
- 在追踪窗格的底部,单击查找子网选项卡。
查找子网窗格将再次变为活动状态。
提示:
如果已关闭查找子网窗格,则可以通过单击功能区上子网组中的查找按钮重新将其打开。
- 右键单击 DuPage River Basin 并选择追踪子网。
随即对流域进行追踪,但在当前地图范围内未显示。
- 右键单击 DuPage River Basin 并选择缩放至。
地图将缩放至所选要素的范围。 DuPage River Basin 蜿蜒流经内珀维尔。 所有流入该盆域的排放口也将处于选中状态。
- 在查找子网窗格中,右键单击 DuPage River Basin 并选择弹出窗口。
弹出窗口显示 95 个排放口流入该流域。
每个排放口都具有与其相关联的特定许可证。 必须定期检查排放口以确保符合法规要求。 虽然可以通过在地图上单击某个要素并在弹出窗口中查看其属性来检查该要素,但您也可以通过属性窗格访问要素的属性信息。
- 关闭弹出窗口。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在选择组中,单击属性。
随即出现属性窗格。 其中列出了所选要素,并按其类型进行划分。 您将调查管道出口以确定其是否具有正确的排放口 ID 和许可证 ID。
- 滚动要素列表,直至到达 Stormwater Device : Outlet 为止。 单击 Pipe Outlet: Otlt-27。
在要素列表下,将列出所选要素的属性。 虽然该出口是一个排放口,但其没有 Outfall ID 或 Permit ID 属性。
这些属性字段可用于存储排放口及其许可证的 ID,从而实现跨部门信息共享并有助于确保满足监管要求。 如果您在公共设施网络中发现一个没有许可证 ID 的排放口,建议您立即采取行动来填充该信息。 考虑到本教程的目的,您目前无需进行任何更改。
调查非法排放
维护雨水基础设施的一部分是定期监测系统是否存在问题,例如污染物。
接下来,您将使用雨水网络来调查非法排放的报告。 假设在年度检查期间,检查员注意到该市管理的其中一个湿地中存在污染物。 进一步调查发现,现场存在少量危险化学品,指示存在非法排放。
由于该市保存了一份使用该检测化学物质的所有工业客户的名单,因此排放源范围被缩小到全市几十个地点。 现在,该市希望安装设备以监控非法排放。 借助公共设施网络,您将根据排放位置及其潜在源位置来确定放置该设备的理想地点。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击书签,然后选择 Illicit Discharge。
该地图显示了一个具有 4 个管道出口的湿地,这些出口可将水排放到该湿地中。 正是在此湿地中发现了污染物。
- 在属性窗格的底部,单击追踪选项卡以返回到追踪窗格。
提示:
或者,从功能区重新打开追踪窗格。 单击公共设施网络选项卡,然后单击工具组中的追踪按钮。
在执行另一次追踪之前,您需要清除针对上一次追踪添加的起点。
- 在追踪窗格中,单击起点选项卡。 单击 Open Channel DuPage River Basin 旁的“删除”按钮。
接下来,您将在流入该湿地的每个出口处添加起点。
- 在地图上,单击连接到该湿地的 4 个出口(Otlt-36、Otlt-37、Otlt-193 和 Otlt-194)中的每个出口。
在追踪窗格中,将列出已单击的所有 4 个出口。
- 在追踪窗格中,单击指定配置选项卡。 选择上游追踪,然后单击运行。
将选择 4 个出口上游的所有要素。
- 在地图上进行缩小和平移,直到您能够看到所有选定要素为止。
该市的非法排放团队可以使用这些结果来确定所选地点使用已检测化学品的客户。
出于本教程的目的,假设已经确定集水井 2265 处的客户使用检测到的化学品。 您将进一步调查此盆域。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击书签并选择 Catch Basin 2265。
地图将显示该集水区,其位于上游追踪区域的最远端。
已知此集水井为非法排放的源头后,您将执行下游追踪以确定源自此处的排放可能流经何处。
- 在追踪窗格中,单击起点选项卡。 删除之前已添加的 4 个起点。
- 在地图上,单击 Ctch-Bsn-2265 以在其位置处添加起点。
- 在追踪窗格中,单击指定配置选项卡。 单击下游追踪。
此类追踪将识别所选一个位置或多个位置下游的要素。 排放的真实程度可能取决于其发生在干燥还是潮湿的天气条件下。 该模型将执行悲观分析,这意味着它将每次追踪视为发生在潮湿天气事件期间,以显示追踪的最大可能范围。
- 单击运行。 在地图上进行缩小和平移,直到您能够看到所有选定要素为止。
此非法排放产生的物质最终会到达多个 BMP 地点,即用于管理径流的区域。 这些物质最终也可能流入河流本身,这取决于排放时系统的满载程度。
监控此客户排放情况的一种方法是在每个下游排放口处放置监控设备。 另一种选择是将监控设备放置在距离客户最近的雨水调蓄池中。
- 返回到 Catch Basin 2265 书签。 向南平移,直到您看到 Swr-Strm-Vlt-1623 为止。
Storm Vault 1623 距离客户较近,而且由于其处于选中状态,因此其位于客户的下游。 您可以指示您的工作人员在此调蓄池中放置监控设备。 监测设备安装到位后,即可向客户宣传有关非法排放对自然资源的危害以及可能面临的罚款,同时监控未来是否发生类似事件。
- 关闭追踪、属性和查找子网窗格。 在地图下方,单击取消选择所有当前选择的要素按钮。
随即清除选择。
- 在快速访问工具栏中,单击保存工程按钮。
您已经使用了雨水公用设施网络上的追踪功能,根据外业报告缩小了潜在非法排放源的范围,并确定了可能已受到污染物影响的任何潜在基础设施。
编辑网络
随着新基础设施的建设,定期更新相应的 GIS 公共设施网络将非常重要。 最近,内珀维尔的雨水管网经过扩建,包括一个新建社区的主干管、检查井和雨水口。
您将使用 ArcGIS Pro 中的编辑工具以及 ArcGIS Utility Network 中的要素模板来编辑网络以反映这些添加的内容。 这一过程被称为从施工中捕获竣工图,通常涉及根据施工基础设施的工作人员捕获的工作草图、材料清单和现场笔记进行编辑。 在本教程中,您将根据反映新施工的 GPS 点进行编辑。
创建沉淀池
首先,您需要添加一条重力管道,用于在整个系统中输送雨水,同时配备沉淀池,用于拦截雨水携带的沉淀物。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击书签,然后选择 Main Extension。
此书签显示了一个新建社区的位置,该社区位于服务区的边缘,并已被纳入城市的雨水管网。
您需要更新 GIS 公共设施网络以包含新建的雨水基础设施。 外业工作人员收集了施工的详细信息,并将其作为 GPS 点的集合提供。 您将在进行编辑时使用这些 GPS 点作为参考。
- 在内容窗格中,选中 GPS Points 图层旁的框将其打开。
在当前缩放范围内,地图上将显示一个新点,该点位于 Case Street。 虽然地图上还存在其他点,但现在您将关注此点。
根据内容窗格中列出的符号系统,地图上存在两种类型的 GPS 点:集水池(沉淀池的另一个名称)和检查井。
您在地图上看到的该点具有集水池符号,这意味着外业工作人员在该位置建造了一个集水池。 您需要在雨水网络中创建一个要素以反映此建筑。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在要素组中,单击创建。
创建要素窗格随即显示。 此窗格将列出与您的公共设施网络相关联的所有编辑模板。 可以使用这些模板更快地创建所需的任何类型的要素。
- 向下滚动至 Stormwater Line: Pipe。 单击 Gravity Pipe with Sediment Trap 模板。
提示:
或者,可以使用窗格顶部的搜索框来搜索模板。
该模板包含两种可创建的要素类型,一种用于重力管道,一种用于沉淀池。 默认情况下,重力管道模板处于选中状态。
在添加主干管之前,可以调整主干管的材质和直径。 在本例中,默认值与已安装的值相匹配,因此您无需进行任何更改。
这是一条重力管道,其利用重力来分配水。 当编辑雨水要素时,应始终从上游要素开始绘制,然后向下游要素进行绘制。 由此将确保追踪工具(例如您用于调查非法排放的工具)能够正常运行。 在本例中,您首先需要在地图上单击新沉淀池的位置,如 GPS 点所示。
- 在地图上,单击 Case Street 上的 GPS 点。
草图随即启动。 接下来,您将单击新深沉池连接到的现有检查井。
- 单击位于新沉淀池正东的 Swr-Strm-Vlt-237。
注:
在单击该检查井之前,请确保 Manhole Channel: Point 出现在指针上方。 如果显示的悬停文本为 Stormwater Line - Flow Arrow: Endpoint,则表示单击的位置不正确。
- 在地图底部,单击完成按钮。
提示:
如果您误操作(例如,您单击了错误位置),则通过单击完成按钮旁的取消按钮,可以放弃该草图。
草图已完成并且已创建的要素处于选中状态。 其中包含沉淀池以及连接到下游检查井的重力主干管。 新主干道中间的流向箭头显示了水将流动的方向,由此确认已正确绘制该要素。
提示:
如果流向箭头指向错误的方向,或者您再次误操作,您可能希望删除该要素并重试。 为此,请单击功能区上要素组中的删除。
新要素周围的蓝色框指示脏区或尚未进行验证的区域。 脏区用于追踪未经验证的编辑内容并包含有关已编辑要素的弹出信息。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击浏览按钮。
在地图上,指针将发生变化。 可以单击要素以查看其弹出窗口。
- 在地图上,单击表示脏区的蓝色框。
要素的弹出窗口随即显示。 在弹出窗口底部,Status Description 字段显示脏区代表已插入或已更新的要素。
要清理公共设施网络中的脏区,需要验证编辑内容。 您将在本教程的后续部分中执行此操作,因此现在您需要隐藏地图上的脏区,以减少视觉混乱,方便执行后续编辑。
- 关闭弹出窗口。 在内容窗格中的 Stormwater Utility Network 下,取消选中 Dirty Areas 图层。
随即在地图上隐藏脏区要素,尽管如此,它仍然在追踪您的编辑内容。
创建附加要素
您将继续基于 GPS 点添加要素。
- 在地图上,缩小并平移地图,直到您能够看到已添加沉淀池西侧的 GPS 点为止。
您还需要再绘制多个 GPS 点。 其中大多数为集水池(沉淀池)要素,但也有一些为检查井要素,其中包括位于已创建要素正西侧的要素。 您将使用不同的要素模板添加此检查井要素。
- 在创建要素窗格中的 Stormwater Line: Pipe 下,单击 Gravity Pipe with Manhole Channel and Vault。
与以前一样,您不会更改该要素的默认属性。
您将在 Sherman Avenue 和 Case Street 交叉点处的 GPS 点放置下一个要素。 借助此要素,您的公共设施网络可将这两条街道的径流与系统的其余部分相结合。
- 在地图上,单击 Sherman Avenue 和 Case Street 交叉点处的检查井 GPS 点。
- 单击已添加的沉淀池要素。 在地图底部,单击完成按钮。
您已添加带有检查井水渠和雨水调蓄池的新重力管道。 接下来,您将添加一系列沿 Sherman Avenue 向北延伸的带有沉淀池要素的重力管道。
- 在创建要素窗格中,单击 Gravity Pipe with Sediment Trap 模板。
- 在地图上,创建一个从检查井北侧的沉淀池开始到检查井结束的要素。 单击完成。
- 在地图上,根据 GPS 点再创建 3 个沉淀池要素,每个要素的流向均为南向。
注:
在创建每个要素后,确保单击完成。
接下来,您需要沿着 Case Street 扩展网络。
- 在地图上,创建一条具有沉淀池要素的重力管道,将检查井西侧的沉淀池 GPS 点连接到检查井 GPS 点。
下一个 GPS 点为检查井,因此您需要切换至其他要素模板。
- 在创建要素窗格中,单击 Gravity Pipe with Manhole Channel and Vault 模板。 在地图上创建一个要素,该要素将从 Case Street 和 Columbia Street 交叉点处的检查井流向已创建的沉淀池要素。
- 切换回 Gravity Pipe with Sediment Trap 模板。 在地图上创建一个要素,该要素将从最西侧的沉淀池流向 Case Street 和 Columbia Street 交叉点处的检查井。
- 创建一系列 4 个要素,这些要素将 Columbia Street 上的前 4 个沉淀池连接到其正南方向的要素。
由于还存在一个检查井要素,因此您需要再次更改模板。
- 切换为 Gravity Pipe with Manhole Channel and Vault 模板。 创建一个要素,该要素将从最后一个检查井 GPS 点流向已创建的最后一个沉淀池要素。
提示:
如有必要,可以进行放大以帮助创建要素。
- 切换为 Gravity Pipe with Sediment Trap 模板。 创建一系列 3 个要素,这些要素将 Columbia Street 上的最后 3 个沉淀池连接到其正南方向的要素。
要连接的最后一个 GPS 点是位于 Burlington Avenue 上的 GPS 点,该点位于 Columbia Street 和 Burlington Avenue 交叉点处的检查井正东侧。
- 放大至 Burlington Avenue。 创建一个要素,该要素将从 Burlington Avenue 上的沉淀池流向其正西侧的检查井。
您已完成基于 GPS 点创建所有新要素。
- 关闭创建要素窗格。 在地图下方,单击取消选择所有当前选择的要素按钮。
- 在内容窗格中,关闭 GPS Points 图层并打开 Dirty Areas 图层。 缩小地图,直到显示已添加的所有新要素为止。
您创建了 3 个新的检查井要素,这些要素显示在街道交叉点处。 管道的流向保持一致,新添加的要素由脏区进行追踪。
在验证编辑内容之前,必须先对其进行保存。
- 在功能区上的管理编辑内容组中,单击保存。
- 在保存编辑内容窗口中,单击是。
即会保存编辑。
- 保存工程。
您已对网络进行了编辑,由此创建了反映新建施工的要素。 您创建了带有沉淀池和检查井的管道。 接下来,您将对编辑内容进行质量检查。
执行质量保证
对公共设施网络进行编辑以扩展您的雨水收集系统后,如何确认您正确地输入了信息? 质量保证对于确认编辑内容产生了符合城市要求的精确、完整的网络至关重要。 您将通过验证编辑内容的拓扑来执行质量保证,然后更新子网以反映新的管道长度统计数据。
验证拓扑
首先,您将验证编辑内容的拓扑。 您的公共设施网络将使用网络拓扑来管理并维护要素之间的连通性。 验证将检查您的编辑内容是否反映了定义网络拓扑的规则和限制。
- 在内容窗格中,右键单击 Dirty Areas,然后选择缩放至图层。
无需验证整个网络,只需验证已进行的编辑内容。 可以基于地图范围运行验证,因此,在验证之前缩放至正确的范围至关重要。 您还需要打开查找子网窗格以确保正确的集水区可见。
- 单击功能区上的公共设施网络选项卡。 在子网组中,单击查找。
在此缩放范围内,该窗格中仅显示 Catchment I。 这是您已进行编辑的集水区,因此缩放范围正确。 可随时进行验证。
- 在功能区的网络拓扑组中,单击验证按钮。
随即显示一条消息,指示验证成功并且未发现任何错误。 在地图上,所有脏区均已消失,指示这些脏区已经过验证。
注:
如果您收到一条指示发现错误的消息,则任何存在错误的脏区都将保留在地图上并变为红色。 您最可能遇到的错误是连通性无效。 如果您确实收到错误,则可能需要删除已创建的要素,然后使用正确的要素模板或流向重新创建该要素。
- 在查找子网窗格中,单击刷新按钮。
Catchment I 的状态列中随即显示一个警告图标。 对编辑内容进行验证后,公共设施网络确定了 Catchment I 的内容已更改。
您需要更新子网以完成质量保证。
更新子网
对公共设施网络进行编辑后的最后一步是更新已更改的子网。 在本教程的开始部分中,您查找了子网并对其进行了追踪,以便更好地了解网络的内容。 您还查看了与网络相关的弹出窗口,以查看有关其集水井和检查井数量的统计数据。 更新子网将确保这些统计数据的准确性。
- 在地图上,单击任意新建的重力管道要素。
在该要素的弹出窗口中,子网被列为 Unknown。
该要素目前不属于子网。 当更新子网时,将填充此字段。
- 关闭弹出窗口。 在查找子网窗格中,右键单击 Catchment I 并选择弹出窗口。
您已在本教程前面部分中看到的相同弹出窗口随即出现。 虽然您已添加多个新的集水井和检查井,但其显示的集水井和检查井数量仍与之前相同。 新要素尚未包含在子网的统计数据中。
- 关闭弹出窗口。 在查找子网窗格中,右键单击 Catchment I 并选择追踪子网。
在地图上,已创建的所有新要素均处于选中状态。
在追踪过程中处于选中状态的要素意味着已将其正确连接到集水区的其余部分。 当更新子网时,可以预期这些要素会反映在子网的统计数据中。
- 在查找子网窗格中,右键单击 Catchment I 并选择更新子网。
注:
如果更新子网选项不可用,您可能未保存编辑内容。 在功能区上,单击编辑选项卡,然后单击保存。
随即更新子网。 状态列中的错误图标将消失,指示子网现在为清洁子网。 您将检查弹出窗口以确认已查看的值已更新。
- 右键单击 Catchment I 并选择弹出窗口。
集水井计数、检查井计数和管道子网长度的值已更新。
- 关闭弹出窗口。 在地图上,单击已创建的任何管道要素。
弹出窗口现在针对子网名称列出 Catchment I。
- 关闭弹出窗口和查找子网窗格。 在地图下方,单击取消选择所有当前选择的要素按钮。
- 保存工程。
在本教程中,您学习了如何使用雨水公共设施网络来分析数据以协助追踪非法排放。 您还学习了如何根据现场的新构造来执行编辑内容以扩展网络。 您对编辑内容执行了质量保证,由此验证网络拓扑并更新子网。
如果您有兴趣了解有关 ArcGIS 中公共设施网络的详细信息,请参阅以下资源:
- 要了解如何将数据转换到公共设施网络中以进行分析,请参阅教程将数据加载到公共设施网络中。
- 有关编辑公共设施网络和修复错误的详细信息,请参阅教程系列使用 ArcGIS Utility Network 进行编辑和连接。
- 有关网络分析和如何使用子网的详细信息,请参阅教程系列使用 ArcGIS Utility Network 进行分析和追踪。
- 有关污水和雨水公共设施网络的详细信息,请参阅教程系列了解用于污水及雨水的 ArcGIS Utility Network。
您可以在教程库中找到更多教程。