确定非法排放源
污水基础设施的设计目的是将废水输送到处理厂,经过处理后安全排放。 然而,非法污染物会影响此过程并含有潜在的有害物质。 您将使用城市的废水公共设施网络,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,其中包含城市的废水公共设施网络。 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废水。
- 下载 Wastewater_Utility_Network 工程包。
随即将名为 Wastewater_Utility_Network.ppkx 的文件下载到您的计算机中。
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。
- 在计算机上找到所下载的文件,然后双击 Wastewater_Utility_Network.ppkx 以在 ArcGIS Pro 中将其打开。 如果出现提示,请使用 ArcGIS 帐户登录。
注:
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 帐户(适用于 ArcGIS Online 或 ArcGIS Enterprise),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废水公共设施网络。
地图上的线来自 Sewer Networks 图层,该图层具有基于比例的符号系统,这意味着在不同的地图范围内,符号系统将会有所不同。 当进行放大后,符号系统将从单一符号变为反映网络子网(也称为排水区)的符号。
- 在地图下方,单击比例尺下拉菜单并选择 1:24,000。
地图随即进行放大,Sewer Networks 符号系统将发生变化,其中显示了子网。
您将追踪下水道网络和子网并打开其弹出窗口以了解有关它们的详细信息。
- 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。 其中列出了完整的下水道系统 (Naperville Collection System) 以及 4 个子网。
- 右键单击 Naperville Collection System 并选择追踪子网。
在地图上,将选择 Naperville Collection System 的所有部分。
- 在查找子网窗格中,右键单击 Naperville Collection System 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。
弹出窗口列出了整个系统的主干管长度、支管长度以及服务连接的数量。
- 关闭弹出窗口。 在查找子网窗格中,右键单击 Southeast Naperville Sewershed 并选择追踪子网。
现在,仅选择子网。
- 右键单击 Southeast Naperville Sewershed 并选择弹出窗口。
此弹出窗口还显示了主干管长度、支管长度以及服务连接的数量,但仅适用于 Southeast Naperville Sewershed。
- 关闭弹出窗口。 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。
规划和工程部门将使用这些排水区以追踪和管理系统的容量。 弹出窗口中的信息将为决策提供依据,帮助决定如何处理新建工程以及如何分配资源用于各项资本改善项目。
了解每个排水区的内容只是公共设施网络对废水数据集执行的一种分析。 分析也可以用于确定解决现实问题的方法。
调查非法排放
维护废水基础设施的一部分是定期监测系统是否存在问题。 虽然此过程通常涉及检查是否存在堵塞,但其中也涉及维护油脂、油类和油污 (FOG) 程序。 FOG 计划将与商业客户合作,以确保其正确维护自己的设备。 它还会监测含有潜在有害化学物质和污染物的非法排放。
接下来,您将使用废水网络通过识别系统中发现的潜在污染源来调查非法排放的报告。
- 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。
地图随即缩放至西北内珀维尔污水处理厂的一部分。 在此缩放范围内,可以看到有关废水网络的更多细节,例如检查井的位置。
根据您的窗口大小和 ArcGIS Pro 配置,此书签中显示的详细信息可能会比您进行此部分分析所需的详细信息更多。 您需要调整比例以确保仅显示所需内容。
- 在地图下方,单击比例尺,键入 1:5,200,然后按 Enter 键。
在此范围内,地图上仅显示下水道、支管和检查井。
在此区域中的 1740 号检查井中发现了非法排放。 您将从检查井向上游追踪,以识别可能源自非法排放的所有网络部分。
- 单击功能区上的公共设施网络选项卡。 在工具组中,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。
- 在地图上,单击位于 Cress Creek 与 I-34 交界处的 1740 号检查井。
该检查井处于选中状态并在追踪窗格中列为检查井 16113(基于其对象 ID,而非其资产 ID)。
- 在追踪窗格中,单击指定配置。
- 单击上游追踪,然后单击运行。
将选择从 1740 号检查井开始的网络上游的每个部分。
任何选定位置都可能是非法排放源。 您需要仔细查看所选部分。
- 在地图下,单击缩放至选定要素按钮。
地图随即进行放大,其中更详细地显示了该区域。
- 在功能区上,单击编辑窗格。 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。
检查井上游存在住宅用户、商业用户和工业用户的混合分布。 根据非法排放的类型,可能会进一步缩小潜在违法者的范围。 例如,可冲洗湿巾可能来自住宅客户,大量食用油和垃圾可能来自商业客户,高浓度化学物质可能来自工业客户。 可以联系潜在违法者并与其合作,帮助其了解与非法倾倒废物相关联的危险。
您也需要调查检查井上游的油脂分离器,这也可能导致污染物的流动。
- 在属性窗格中,向下滚动至 Service Device: Grease Trap。 右键单击并选择仅选择此项。
在地图上,仅选择 3 个上游油脂分离器。
如果非法排放涉及油类或油脂,则这些油脂分离器可能会将污染物溢出到废水系统中。 应该对其进行检查,并根据需要进行清洁。
- 在地图下方,单击取消选择所有当前选择的要素按钮。 关闭属性、追踪和查找子网窗格。
- 在快速访问工具栏中,单击保存工程按钮。
您已经使用了污水处理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。 或者,您也可以使用下游追踪以确定这些物质到达处理厂的路径。 这将有助于确定未来可能受到非法排放影响的位置。
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,内珀维尔的污水管网已扩展至包括一个新建社区的主干管、检查井和服务连接。
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记录的工作草图、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。
创建带有检查井的主管道
首先,您需要添加重力主干管,即通过系统分配水的大型管道。
- 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 New Construction。
此书签显示了最近在服务区边缘建造的一所学校的位置。
您需要更新 GIS 公共设施网络以包含附加主干管和支管。 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。
这些点将显示在地图上。
这些点显示了建造的位置以及建造的内容。
- 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 Sewer Line: Gravity Main。 单击 Sanitary Collector Gravity Main with Manhole 模板。
该模板包含您可以创建的两种类型的要素,一种用于主干管,另一种用于检查井。 默认选择主干管模板。
在添加主干管之前,您有机会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。
这种模板称为模板组,借助模板组,可以使用单个草图创建多个要素。 由于此模板包含多个要素,您应该阅读模板随附的说明,以确保按照正确的顺序执行必要的单击。
- 右键单击 Sanitary Collector Gravity Main with Manhole 并选择属性。
模板属性窗口随即显示。 描述字段包含如何使用模板的说明。
根据说明,您将首先在地图上单击要添加新检查井的位置。 然后,单击要连接到的现有检查井的位置。
这是一条重力干管,其利用重力来分配水。 当编辑下水道要素时,应始终从上游要素开始绘制,然后向下游要素进行绘制。 由此将确保您用于调查非法排放的追踪工具能够正常运行。
- 关闭模板属性窗口。
借助捕捉功能,可以确保您的编辑内容完全符合现有网络和 GPS 点的位置。 您需要确认捕捉功能已打开。
- 在功能区上的捕捉组中,确认捕捉高亮显示,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。
- 如有必要,请在地图上进行放大以靠近 GPS 点。
按照编辑模板的说明,您首先需要在地图上单击新检查井的位置,如 GPS 点所示。
- 单击位于 Hillside Road 与 Brainard Street 交叉口处的检查井 GPS 点。
草图随即启动。 接下来,您将单击新检查井连接到的现有检查井。
- 单击位于新检查井正东方向的 328 号检查井。
- 在地图底部,单击完成按钮。
提示:
如果您误操作并且不喜欢您的草图,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。 其中包含检查井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。 您将在本教程的稍后部分中验证您的编辑内容。
您还将基于第二个检查井 GPS 点创建一个要素。
- 在地图上,单击 Brainard Street 上的检查井 GPS 点。
- 单击位于 Hillside Road 与 Brainard Street 交叉口处的第一个检查井 GPS 点。 单击完成按钮。
您已经为新社区创建了带有检查井的重力主干管。
创建支管
接下来,您将添加支管,即将建筑物连接到较大系统的较小管道。 您将通过下水道配件图层中的模板以使用与接入点要素相关联的捕捉规则。
- 在创建要素窗格中的 Sewer Junction: Fitting 下,单击 Lateral - Residential with Cleanout, Connection, and Tap 模板。
提示:
如果您在查找模板时遇到问题,则可以使用窗格顶部的搜索栏进行搜索。 例如,用于查找此模板的一个较好的搜索词为 lateral。
随即列出多个模板要素,指示这是一个模板组。
- 右键单击模板主题并选择属性。
在模板属性窗口中,描述将提供三条说明。 首先,单击服务连接的位置(建筑物接收服务的位置)。 然后,单击清理口的位置。 最后,双击支管连接到主干管的位置。
- 关闭模板属性窗口。
您将创建两条支管。 第一条支管将使用 Brainard Street 东侧的 GPS 点,此处存在一栋房屋。 第二条支管将使用 Brainard Street 西侧的 GPS 点,此处存在一所新学校。
- 在地图上,单击 Brainard Street 西侧房屋上的服务连接 GPS 点
- 单击服务连接正西侧的清理口 GPS 点。
- 双击位于 Brainard Street 主干管上的接入点 GPS 点。
双击即可完成草图,类似于单击完成按钮。 与已创建的主干管一样,同样存在流向箭头以及与新要素相关联的脏区。
提示:
如果单击接入点,而非双击接入点,则可以通过单击完成按钮来完成草图。
已完成的支管可将住宅客户及其清理口连接到主干管上的接入点。 连接到接入点是将支管连接到主干管的典型方式。
接下来,您需要为 Brainard Street 西侧的学校创建一条支管。
- 在地图上,单击位于学校建筑边缘的服务连接 GPS 点。
- 单击服务连接西侧的清理口 GPS 点。 双击清理口东侧的检查井 GPS 点。
已完成的支管可将学校及其清理口连接到主干管上的检查井。 虽然下水道支管通常通过接入点连接到主干管,但在某些情况下,支管也会直接排入检查井。
此编辑模板旨在从主干管引出一个接入点。 因为您已将支管连接到检查井,这将导致拓扑错误。 稍后,您将执行质量检查以发现并更正此问题。
- 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。
- 在内容窗格中,取消选中 GPS Points 以关闭该图层。
- 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。 您创建了主干管和支管。 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废水收集系统后,您需要确保您的编辑内容没有错误,以免干扰在网络上执行的分析。 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主干管和支管长度统计数据。
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,展开 Sewer Utility Network。 右键单击脏区并选择缩放至图层。
- 在地图上,单击新编辑内容周围的其中一个脏区(蓝色茅草要素)。
要素的弹出窗口随即显示。
弹出窗口包含 Status Description 字段。 此字段指示已插入/更新脏区要素,因此该要素为新创建的要素。
- 关闭弹出窗口。
- 单击功能区上的公共设施网络选项卡。 在网络拓扑组中,单击验证按钮。
将显示一条消息,指示发现错误。 在地图上,一些脏区已经消失,指示这些脏区已经过验证,而其他脏区已变为红色,指示这些脏区出错。
两个存在错误的脏区彼此相邻。 虽然两个脏区可能存在各自的错误,但很可能是由与两个脏区相邻的检查井要素导致的错误。
- 在地图上,放大至两个较大的脏区之间的检查井。
进行放大后,可以清楚地看到还存在另一个较小的脏区,该脏区完全集中在检查井上。
- 单击检查井周围较小的脏区,同时避免单击较大的脏区。
随即显示区域的弹出窗口。 弹出窗口的顶部将列出多个要素,指示此位置存在多个脏区。
注:
如果您意外单击了其中一个较大的脏区,您可能会看到列出了 3 个或更多脏区,而非 2 个脏区。 如果是这样,请进行放大并单击检查井周围较小的脏区,直到您看到弹出窗口中仅列出 2 个脏区为止。
弹出窗口的底部将显示与脏区相关联的错误。
根据错误,此位置处的连通性无效。 同时还存在堆叠的点要素。 通常,堆叠的点要素会导致公共设施网络数据集出现许多其他问题,因此这是一个需要优先解决的错误。
您将使用选择工具选择检查井周围的每个要素,以查看哪些要素为堆叠要素。
- 关闭弹出窗口。 在功能区的编辑选项卡的选择组中,单击选择按钮。
- 在地图上,在检查井周围以检查井为中心的较小脏区边界内绘制一个框。
将选择检查井以及与其相连的线要素。
任何与检查井堆叠在一起的要素也会处于选中状态,虽然您无法从地图上分辨出来。
- 在功能区的选择组中,单击属性。
随即出现属性窗格。 您之前在调查非法排放时已使用此窗格。 现在,此窗格列出了所有选定要素。
地图上显示了 3 个所选要素:检查井、重力干管和支管。 但是,还选择了一个配件。 此配件必须是与检查井堆叠在一起的要素。
公共设施网络不允许在同一坐标处将多个交汇点或设备连接到网络。 此检查是验证网络拓扑时执行的众多检查之一。
要解决此问题,您需要与现场工作人员讨论情况,以了解现场安装内容。 如果支管直接排放到检查井中,则需要删除配件要素。 如果支管与主干管相连,而非与检查井相连,则现场工作人员需要确定支管连接的现场位置并提供已更新的坐标。 然后,您需要将配件要素移至新位置。
在本教程中,假设现场工作人员报告支管直接排放到检查井中。 要解决此问题,您需要删除配件要素。
- 在属性窗格中,右键单击 Sewer Junction: Fitting 并选择删除。
- 在删除窗口中,当系统询问您是否确认要删除数据时,请单击是。
随即删除配件。 在地图上,检查井周围脏区的符号系统将发生变化,指示需要进一步验证该区域。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击浏览按钮。
随即关闭选择工具。 现在,您可以单击要素以再次查看其弹出窗口。
- 单击检查井周围的较小脏区。 在弹出窗口中,选择以 25,9 开头的脏区。
弹出窗口的底部将指示此脏区的状态为代表已删除的要素。
您已准备好再次验证拓扑。 在此之前,您需要进行缩小。 默认情况下,仅在当前缩放范围内执行验证,并且您希望验证所有脏区。
- 关闭弹出窗口。 在内容窗格中,右键单击 Dirty Areas,然后选择缩放至图层。
- 单击功能区上的公共设施网络选项卡。 在网络拓扑组中,单击验证按钮。
将显示一条消息,提示验证已成功。 地图上的所有脏区随即消失。 由于您已解决的错误位于多个脏区的交叉点,因此可以验证所有脏区。
您已完成拓扑验证。 在继续之前,您需要清除选择内容并保存已进行的编辑内容(删除配件要素)。 必须先保存所有编辑内容,然后才能更新子网以反映新的管道测量值。
- 关闭属性窗格。 在地图下方,单击取消选择所有当前选择的要素按钮。
- 在功能区编辑选项卡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。
更新子网
对公共设施网络进行编辑后的最后一步为更新子网。 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。 您需要再次查找子网以查看是否存在任何错误。
- 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。 其中将列出当前缩放范围内的所有子网,而非所有子网。
在状态列中,两个可见子网均显示一个错误图标,指示其为脏子网。 显示这些错误是因为您对需要处理的子网进行了编辑。
提示:
如果显示所有 4 个子网,或者状态列中未显示错误图标,请单击刷新按钮。
- 右键单击 Southeast Naperville Sewershed 并选择追踪子网。
在地图上,属于污水管道的每个要素均处于选中状态。 所有新要素均处于选中状态,因此这是其所属的污水管道。
- 在查找子网窗格中,右键单击 Southeast Naperville Sewershed 并选择弹出窗口。
在弹出窗口中,MainLength、LateralLength 和 ServiceCount 字段与您创建新要素之前在本教程之前部分中查看此弹出窗口时相比保持不变。 新要素意味着长度比之前更长,并且服务连接数量也更多。 当更新子网时,将重新计算这些值。
- 在地图上,单击您在学校南端创建的服务连接。
弹出窗口指示子网名称未知,虽然服务连接是 Southeast Naperville Sewershed 的一部分。 与其他值一样,当更新子网时,将重新计算这些值。
- 关闭弹出窗口。 在查找子网窗格中,右键单击 Southeast Naperville Sewershed 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。
- 右键单击 Naperville Collection System 并选择更新子网。
现在,不再显示错误图标。
您将检查弹出窗口以确认已查看的值已更新。
- 右键单击 Southeast Naperville Sewershed 并选择弹出窗口。
MainLength、LateralLength 和 ServiceCount 的值已更新。
- 在地图上,单击学校的服务连接。
弹出窗口现在针对 System Subnetwork Name 列出了 Naperville Collection System,针对 Sewershed Subnetwork Name 列出了 Southeast Naperville Sewershed。
- 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 ArcGIS 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。