Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O reservatório Guarapiranga está localizado na região metropolitana de São Paulo, Brasil, e é responsável pelo abastecimento de cerca de 20% das necessidades de água da população dessa região, aproximadamente 3,7 milhões de pessoas. Contudo, esse sistema tem apresentado significante degradação em sua qualidade de água, devido ao recebimento de esgotos domésticos não tratados e efluentes industriais. Nesse estudo amostras de sedimentos foram coletadas em cinco pontos ao longo do reservatório e a concentração total de alguns elementos maiores (Fe, K e Na), traço (As, Ba, Br, Co, Cr, Cs, Hf, Rb, Sb, Sc, Ta, Tb, Th, U, V e Zn) e terras raras (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) foram determinadas pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). Utilizando-se a técnica de Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP OES) as concentrações dos elementos Al, Ba, Be, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Ti, V e Zn foram determinadas após a digestão ácida dos sedimentos de acordo com a metodologia US EPA 3051. As determinações dos metais Cd e Pb foram feitas por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GFAAS) e a de Hg total, por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CVAAS). A validação das três metodologias analíticas, em termos de precisão e exatidão, foi feita por meio da análise de materiais de referência certificados. Os resultados obtidos por INAA foram comparados aos valores de referência do NASC (North American Shale Composite), UCC (Upper Continental Crust) e de solos coletados na região do parque da Guarapiranga. O fator de enriquecimento (FE) e o índice de geoacumulação (Igeo) foram calculados para esses dados. As concentrações dos metais obtidos por ICP OES e AAS foram comparadas aos valores orientadores TEL e PEL do Conselho Canadense de Ministros do Meio Ambiente (CCME) e adotados pela CETESB. Os resultados foram também comparados aos valores de referência regionais (VRR) de sedimentos límnicos da Bacia do Alto Tietê. A partir desses dados foi possível realizar uma avaliação do acúmulo de metais e elementos traço nos sedimentos do reservatório e verificar a possibilidade desses elementos interferirem, adversamente, na biota e na qualidade da água desse ambiente. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho objetivou verificar a contribuição física, química e biológica da sub-bacia do ribeirão Taquaruçu Grande para o reservatório da Usina Hidroelétrica Luis Eduardo Magalhães, no médio Tocantins, TO. Realizaram-se coletas trimestrais de amostras de água superficial (água bruta), nos períodos de seca e chuva, de janeiro de 2007 a outubro de 2008, em oito pontos localizados na sub-bacia e no reservatório. Variáveis limnológicas foram coletadas e avaliadas de acordo com CETESB (2006) e APHA (2005), assim como os metais e elementos-traço analisados por espectrometria de emissão atômica com plasma de argônio induzido (ICP-OES) e por espectrometria de absorção atômica (AAS) com forno de grafita ou gerador de hidretos (Cotrim, 2006). Amostras biológicas da comunidade fitoplanctônica foram coletadas com rede de plâncton de 20 m, fixadas em solução Transeu na proporção de 1:1 para as análises qualitativas e em lugol acético para as análises quantitativas realizadas atreves de microscópio Olympus BX41. Condutividade elétrica, temperatura da água, sólidos totais dissolvidos, fósforo e pH apresentaram maiores concentrações no pontos lênticos do que na sub-bacia, parâmetros mais elevados no período chuvoso, fato atribuído ao aporte de material alóctone carreado pelas chuvas ao reservatório. Nitrato e sólidos fixos apresentaram maiores concentrações no reservatório na estiagem. As condições de eutrofia tornaram-se mais intensas com o avançar da seca e podem ser conseqüência dos processos de decomposição da matéria orgânica, que libera compostos nitrogenados. A maior concentração de sólidos fixos na estiagem provavelmente está associada à baixa profundidade dos pontos o que facilita a ressuspensão dos sedimentos pela ação dos ventos e do hidrodinamismo local. Ba, Na, Si, K, Al, Mn, Zn, Li, Mg, P, Ca, Fe e Ag estiveram presentes em todos os pontos na maioria do período amostral. As amostragens no mês de outubro de 2007 apresentaram elevadas concentrações de B, Al, Cr, Ni, Cu, Zn, Mo, P, Co, e Ag principalmente nos pontos amostrais da sub-bacia, associados á baixa profundidade dos córregos, que apresentaram águas rasas neste período o que facilitou o intemperismo. Al, Ag, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Mn Mo, Ni, P e Zn apresentaram amostras em desacordo com o estabelecido na resolução CONAMA 357. A ficoflórula se caracterizou por apresentar 227 táxons, 95 gêneros, distribuídos em 13 classes taxonômicas. Observou-se uma variação espacial da riqueza, com menor número de espécies nas microbacias em função das condições lóticas destes locais, e maior número de táxons no reservatório. A alta estabilidade da coluna de água e elevada disponibilidade de nutrientes no reservatório propiciaram um expressivo desenvolvimento do fitoplâncton nos pontos lênticos que foram semelhantes quanto à composição e densidade. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Entre os diversos impactos nos ecossistemas aquáticos, a construção de reservatórios talvez represente um dos principais agentes modificadores, inserindo alterações físicas, químicas e biológicas nos sistemas antes e após a sua construção. No Brasil, tal impacto também é singular, verificando-se o aproveitamento dos mesmos para a construção de barragens, principalmente as construídas em cascatas (sistemas Paranapanema, Tietê e São Francisco por exemplo), sendo que, neste padrão de construção, espera-se, na maioria das vezes, um efeito crescente do controle da qualidade da água, com o primeiro reservatório mais eutrófico que os demais por sua capacidade de reter materiais provenientes dos principais tributários. No estado de São Paulo, na região Sudeste, destacam-se os reservatórios de Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava, e Três Irmãos. Visando avaliar os impactos e contribuir com informações para monitorar as condições ambientais desses reservatórios, foram realizadas coletas de água e sedimento em quatro períodos distintos (outubro/99, fevereiro, maio e julho/00), em 15 estações de coleta, incluindo estações nos rios Tietê e Piracicaba e à montante e à jusante da barragem de cada um dos seis reservatórios, bem como no rio Bauru (um afluente bastante impactado de toxicidade com amostras de água e sedimento, utilizando-se Daphnia similis (em bioensaios de toxicidade aguda) e Ceriophnia dubia (em bioensaios de toxicidade crônica), análises de metais totais na água e biodisponíveis no sedimento, além do monitoramento de variáveis limnológicas (temperatura, pH, condutividade, oxigênio, dissolvido, material em suspensão, clorofila-a, nutrientes totais e dissolvidos). Os resultados obtidos para as variáveis limnológicas, de modo geral, revelaram diferenças na qualidade de água em relação às escalas espacial e temporal (efeitos de fatores climatológicos e hidrodinâmicos-vazão e tempo ) de retenção de água), com elevado aporte de nutrientes pelos rios Tietê e Piracicaba, além da incorporação, da sedimentação e da redução de materiais no reservatório de Barra Bonita, promovendo a melhoria da qualidade da água nos demais reservatórios, caracterizando assim, as primeiras estações como eutróficas e as demais como mesotróficas e oligotróficas. Concentrações de metais totais de água acima do limite estabelecido pela resolução CONAMA 20/1986 foram encontradas, bem como um aumento da fração biodisponível. Os ensaios revelaram toxicidade aguda para Dapnhia similis somente nos reservatórios localizados à justante da barragem de Barra Bonita, o que não seria inicialmente esperado. Tal fato pode estar relacionado às entradas difusas de poluição ou a presença de metais no sistema Tietê, os quais, no primeiro reservatório, estariam mais presentes na forma retida em função de sua maior incorporação (pela maior biomassa e pelo maior tempo de retenção), não causando toxicidade aguda aos organismos devido à parte dissolvida não ser tão elevada. Os resultados de toxicidade crônica, porém, configuraram um padrão diferente, verificando-se toxicidade em ordem decrescente (de Barra Bonita à Três Irmãos), na maioria dos períodos de amostragens, o que demonstra o estado de degradação ambiental nos reservatórios e a necessidade de estudos mais integrados para uma melhor avaliação ambiental. / Among the several impacts in the aquatic ecosystems, perhaps the construction of reservoirs represents one of the principal modifier agents, inserting physical, chemical and biological alterations in the systems before and after its construction. In Brazil, such impact is also singular, having verified this application for the construction of reservoirs, mainly the ones built in cascades (Paranapanema, Tietê and São Francisco system, for example) and, in that construction pattern, in most cases, a growing effect of the control of the quality of the water is anticipated, with the first reservoir being more eutrophic than the others for its capacity to retain materials that come from the principal tributary. In the southeast of São Paulo States, Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and Três Irmãos reservoirs stand out. Seeking to evaluate the impacts and contributing with information to evaluate the environmental conditions of those reservoirs, collections of water and sediment were accomplished in four different periods (October/99, February, May and July/00), in 15 sampling stations, including stations in the Tietê and Piracicaba Rivers and at the specified place after and before the line of the dam, from each one of the six reservoirs, as well as the Bauru River (a very impacted tributary of the Bariri Reservoir ). Toxicity bioassays were accomplished with samples of water and sediment using Daphnia similis (in acute toxicity bioassays) and Ceriodaphnia dubia (in chronic toxicity bioassays), analyses of total metals in the water and bioavailable in the sediment, besides the monitoring of limnological variables (temperature, pH, conductivity, dissolved oxygen, material in suspension, chlorophyll-a, total nutrients and dissolved). The results obtained for the limnological variables, in general, revealed differences in the quality of the water in relation to the spatial and temporary scales (effects of climatological factors and hydrodynamic- flowing out and residence time) with high contribution of nutrients from the Tietê and Piracicaba Rivers, besides the incorporation, the sedimentation and the reduction of materials in the Barra Bonita Reservoir, promoting the improvement of the water quality in the other reservoirs, characterizing, in this way, the first stations as eutrophic and the others as mesotrophic and oligotrophic. Concentrations of total metals in the water above the established limit for the resolution CONAMA 20/1986 were found out, and an increase of the fraction bioavailable of metals was verified as well. The bioassays only revealed acute toxicity for Daphnia similis to the points after the Barra Bonita Reservoir, something not initially awaited for. Such fact can be related to the diffuse entrances of pollution or to the presence of metals in the Tietê System, which, in the first reservoir, would be more present in the form retained in function of their largest incorporation (for the largest biomass and for the largest residence time), not causing acute toxicity to the organisms due to the dissolved part not to being so high. However, the results of chronic toxicity, configured a different partem, being verified toxicity in decreasing order (from Barra Bonita to Três Irmãos), during most of the samplings periods, which demonstrates the state of environmental degradation in the reservoirs and the need for more integrated studies for a better environmental evaluation.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As obras de infraestrutura hÃdrica geralmente esbarram no problema de falta de recursos financeiros para a construÃÃo e operaÃÃo. Levanta-se entÃo a hipÃtese da captaÃÃo dos recursos para construÃÃo de infraestrutura hÃdrica por meio da cobranÃa pelo uso da Ãgua bruta. Pergunta-se entÃo qual seria o impacto na cobranÃa da Ãgua se o custo da construÃÃo da infraestrutura hÃdrica fosse aplicado na cobranÃa pelo uso da Ãgua bruta, juntamente com os custos de AOM (AdministraÃÃo, OperaÃÃo e ManutenÃÃo). Avaliou-se o custo financeiro da implantaÃÃo de sistemas de armazenamento e transferÃncia hÃdrica em atividades de abastecimento dâÃgua, comparando-se o custo unitÃrio da Ãgua bruta com a capacidade de pagamento dos usuÃrios de Ãgua. Utilizaram-se dados de construÃÃo de reservatÃrios e adutoras no CearÃ, calculou-se a anuidade para pagamento destas obras aplicando variÃveis correntes de tempo de pagamento e juros. Com a vazÃo anual regularizada e o custo de construÃÃo das obras, pÃde-se estimar um custo para esta Ãgua, e assim comparÃ-lo Ãs tarifas pagas pelos usuÃrios atualmente e a sua capacidade de pagamento. PÃde-se observar uma relaÃÃo entre os custos de construÃÃo das infraestruturas e as vazÃes regularizadas dos equipamentos de abastecimento estudados (barragens e adutoras). A melhor curva de tendÃncia que se encaixou nos grÃficos de dispersÃo entre os custos de abastecimento estimados para pagamento de infraestrutura âversusâ vazÃo regularizada foi a curva de potÃncia. Os valores obtidos para a capacidade de pagamento em outros trabalhos publicados (Marques, 2009 e Tahal, 2003) se mostraram dentro da ordem de grandeza dos valores obtidos no presente trabalho, levando a se considerar que existe a possibilidade do pagamento destas obras, de maneira amortizada, para os usuÃrios nÃo a tornando totalmente inviÃvel. / The works of water infrastructure often clash over the issue of lack of financial resources for the construction and operation. It then becomes the hypothesis of obtaining the funds for water infrastructure construction by charging for the raw water. Then, comes up the question: what is the impact on water charges if the cost of water infrastructure construction would be applied in charging for the raw water, together with the costs of MOM (Management, Operation and Maintenance). We evaluated the financial cost of the deployment of systems of water storage and transfer activities in water supply, comparing the unitary cost of raw water with the ability of users to pay for this water. The data set used was the total costs for the construction of reservoirs and aqueducts in CearÃ, we calculated the annuity payment for these works by applying current variables of time and interest payment. With the annual regulated flow and cost of construction works, we could estimate a cost for this water, and then compare it to current user fees and payment capacity. Was observed a relationship between the cost of building infrastructure and regular drainage equipment supply studied (dams and pipelines). The best trend line that fit the scatterplots between supply costs estimated for the payment of infrastructure âversusâ regulated flow was the power curve. The values obtained for the ability to pay in other published works (Marques, 2009 and Tahal, 2003) were within an order of magnitude of values obtained in this work, leading to consider that there is a possibility for the users to pay for these works, in an amortized way, so it doesnât become totally impracticable.

Os reservatórios Billings e Guarapiranga integram uma das principais fontes de abastecimento público da cidade de São Paulo, suprindo água para milhões de pessoas. O aporte de nutrientes em corpos hídricos, advindos de efluentes domésticos e industriais, fertilizantes agrícolas, leva à eutrofização das águas propiciando condições ideais para a proliferação do fitoplâncton. Os objetivos do trabalho foram acompanhar a dinâmica da comunidade fitoplanctônica durante um ciclo sazonal e verificar a influência das variáveis físicas e químicas sobre a estrutura dessa comunidade. A maior densidade (ind.mL-1) da comunidade fitoplanctônica em ambos os reservatórios, foi representada por organismos das classes Chlorophyceae e Cyanobacteria, sendo a última dominante no reservatório Billings e abundante no reservatório Guarapiranga. Os fatores ambientais que interferiram na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, em ambos os reservatórios, foram elevados valores de temperatura da água, pH e nutrientes. / Billings and Guarapiranga reservoirs are part of the main public water supply of São Paulo city, supplying water to millions of people. The nutrient input to hidric resources from domestic and industrial effluents, fertilizers causes eutrophication, thus creating ideal conditions to phytoplankton blooms to occur. The objectives of the present work were to follow up the phytoplankton community along one seasonal cycle and to identify the influence of physical and chemical parameters of the water on the community structure. The greatest phytoplankton density (ind.mL-1) in both reservoirs was due to individuals of Chlorophyceae and Cyanobacteria classes, the last being dominant in Billings reservoir and abundant in Guarapiranga reservoir, be it rainy or dry season. The environmental factors that interferred in phytoplankton dynamics were high temperature values, pH and nutrients, in both reservoirs.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-21T12:33:28Z No. of bitstreams: 1 josereinaldoparanaíbavilelaalvesteixeira.pdf: 2117426 bytes, checksum: aa0a05017e73d403c957cab1a18a6f52 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: on 2017-08-24T11:30:53Z (GMT) / Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-24T13:22:27Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-30T12:31:54Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-08-30T12:31:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-02-22 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / - / Reservoirs are significant sources of carbon emission to the atmosphere. However the magnitude of this emission has huge uncertainties, partly related to the methods of sampling and partly related to the unconsidered spatial-temporal variability. Here we examined the spatial variability and its drivers of partial pressure, gas exchange coefficient and diffusive flux of CO2 and CH4 in three tropical reservoirs. We observed high spatial variability in CO2 and CH4 concentration and flux within the reservoirs. Our results suggest that all reservoirs were supersaturated in both gases, even considering that some areas were CO2 sinks. A large spatial variability in k600 for CO2 and CH4, and consistently observed k600CH4 values higher than k600CO2 were also observed in all reservoirs. We could explain the high spatial variability of CO2 and CH4 by a combination of parameters such as dissolved oxygen, pH, chlorophyll, wind speed and bathymetry. Finally, we suggest a minimum sampling effort required to representatively cover a study site. Our results illustrate the first specially-resolved analysis of CH4 emissions in reservoirs, and we suggest that in large systems (area ≥ 1,000 km²) and small systems (area ≤ 100 km²), 600 and 200 measurements sites, respectively, are need for a representative dry period carbon flux estimates.

Orientadores: Valéria Maia Merzel, Anete Pereira de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:36:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SierraGarcia_IsabelNatalia_M.pdf: 3475320 bytes, checksum: 79a474111daa5266a55171dde25ca3b5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A ocorrência de óleos biodegradados nos reservatórios de petróleo, juntamente com o isolamento das primeiras bactérias a partir destes ambientes, forneceu evidências de micro-organismos ativos no subsolo profundo. Os micro-organismos, habitantes comuns de reservatórios de petróleo, desenvolveram estratégias eficazes de biodegradação, baseados em sistemas enzimáticos e vias metabólicas especializadas, de maneira a acessar os hidrocarbonetos como fonte de carbono e energia. No entanto, o conhecimento atual da diversidade microbiana e dos processos metabólicos envolvidos na biodegradação em reservatórios de petróleo ainda é limitado, principalmente devido à dificuldade em recuperar a complexa comunidade microbiana presente em tais ambientes extremos. Essa limitação imposta pelo uso de técnicas de cultivo convencionais pode ser superada através do uso de abordagens independentes de cultivo, como a metagenômica, a qual permite o acesso ao potencial metabólico dos micro-organismos não cultivados. Em trabalho prévio, uma biblioteca metagenômica fosmidial derivada de enriquecimentos aeróbios e anaeróbios de petróleo foi construída e avaliada para a capacidade de crescimento microbiano em hexadecano como fonte de única de carbono. No presente estudo, foi analisada a capacidade de biodegradação de hexadecano e fenantreno pelos clones selecionados dessa biblioteca através de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM). As análises que se sucederam tiveram como objetivos a identificação e caracterização das sequências metagenômicas responsáveis pela biodegradação de hidrocarbonetos. A estratégia de clonagem aleatória "shotgun" seguida de sequenciamento dos clones foi utilizada para determinar a sequência inteira dos insertos fosmidias que mostraram relevantes capacidades de biodegradação. Cerca de 30 kb de sequência foram montados para o fosmideo 1A (91% de degradação do hexadecano e 5% do fenantreno) e 37 kb para o fosmideo 2B (98% de degradação do hexadecano e 44% do fenantreno), e em cada um foram reconhecidos 23 ORFs e 40 ORFs, respectivamente. As proteínas putativas foram identificadas por comparação das sequências de aminoácidos deduzidas. Várias proteínas envolvidas na degradação aeróbia e anaeróbia de diferentes compostos de hidrocarbonetos foram encontradas. As sequências que codificam estas enzimas não mostraram-se agrupadas em clusters completos de degradação, semelhantes aos encontrados nas bactérias degradadoras de hidrocarbonetos conhecidas. Os fragmentos metagenômicos continham apenas subconjuntos de genes pertencentes a várias vias, mostrando novos arranjos gênicos. Esses resultados reforçam o potencial da abordagem metagenômica para a prospecção e elucidação de novos genes e vias metabólicas, contribuindo para uma visão mais abrangente dos processos de biodegradação que ocorrem nos reservatórios de petróleo / Abstract: The occurrence of biodegraded oil in petroleum reservoirs, along with the isolation of the first bacteria from such environments, provided evidence for active microorganisms in the deep subsurface. Microorganisms are common inhabitants of petroleum reservoirs and they may have effective biodegrading strategies, based on specialized enzyme systems and metabolic pathways, as a form to access hydrocarbons as carbon and energy sources. However, the current knowledge of the microbial diversity and metabolic pathways involved in hydrocarbon biodegradation in petroleum reservoirs is still limited, mostly due to the difficulty in recovering the complex community present in such extreme environments. This limitation imposed by conventional culturing techniques can be circumvented by the metagenomic approach, which is a culture-independent molecular method that allows the access to the metabolic potential of previously uncultured microorganisms. In a previous work, a metagenomic fosmid library derived from aerobic and anaerobic petroleum enrichments were constructed and screened for the detection of microbial growth on hexadecane as sole carbon source. In this study, the biodegradation abilities on hexadecane and phenanthrene of selected clones were analyzed using Gas Chromatography - Mass Spectroscopy (GC-MS) and subsequent analyses aimed at the identification and characterization of metagenomic sequences responsible for the hydrocarbon biodegradation. The shotgun sequencing approach was used to determine the whole insert sequence of two fosmid clones showing different and relevant biodegradation capacities, FOS1A (91% hexadecane and 5% phenanthrene degradation) and FOS2B (98% hexadecane and 44% phenanthrene degradation). About 30 kb in sequence were assembled for the fosmid 1A and 37 kb for fosmid 2B, and 23 ORFs and 40 ORFs were recognized in each one, respectively. Putative proteins were identified by comparison of deduced aminoacid sequences. Several proteins involved in the degradation of different hydrocarbon compounds by aerobic and anaerobic pathways were found. The sequences coding these enzymes were not grouped together into complete clusters of degradation pathways similar to those already described in known hydrocarbon degrading bacteria. The metagenomic fragments contained only subsets of gene belonging to different pathways, showing novel gene arrangements. The results obtained in this study reinforce the potential of the metagenomic approach for the prospection and elucidation of new genes and pathways, contributing to a broader perspective of the biodegradation processes that take place in petroleum reservoirs / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

M.Sc. / The Vaal River Barrage reservoir (VRBR) was constructed by Rand Water in 1923 for the purpose of ensuring an adequate raw water supply to meet the potable water requirements of the Pretoria, Witwatersrand and Vaal Triangle regions, and today this is still the main purpose of this body of water. Due to the strategic importance of the Vaal River Barrage catchment and the impact of activities in the catchment on water resources, it is seen as of the utmost importance for the authorities to make a joint effort and co-ordinate action to solve problems in the catchment. A number of different acts have reference to the management of the Barrage reservoir. These, together with Rand Water’s internal policies, are collated and described to provide a reference manual for the integrated management of the Vaal River Barrage reservoir. For completeness, all relevant policies are attached as appendices to the document.

Les réservoirs géologiques fracturés ont une place importante parmi les défis environnementaux et économiques du 21e siècle. En effet, ils sont associés tantôt au stockage de fluides en profondeur comme les déchets nucléaires, tantôt à la production de ressources fondamentales pour nos sociétés comme l'énergie géothermique. Les écoulements préférentiels au sein des roches fracturées sont façonnés par des réseaux de fractures qui rendent le milieu très hétérogène et anisotrope, et dont la structure et les propriétés physiques sont difficiles à déterminer, car elles dépendent notamment de l'échelle d'investigation et de la connectivité des réseaux. Dans cette thèse, nous évaluons le potentiel informatif des méthodes de déformations de surface, en particulier l'inclinométrie, pour suivre et décrire les réservoirs fracturés à trois échelles importantes. Les inclinaisons de la surface du sol, ou tilt, sont en effet très sensibles aux flux souterrains et par conséquent à l'impact des structures conductrices principales. Dans un premier temps, nous développons la stratégie méthodologique visant à interpréter les signaux inclinométriques. A l'aide d'un modèle élastique et à travers une exploration systématique de l'espace des paramètres géométriques, nous avons observé que le tilt est principalement sensible au pendage et à l'extension en profondeur d'une fracture, mais que cette sensibilité dépend de l'endroit où sont placés les instruments en surface. Nous validons ensuite l'approche hydrogéodésique en couplant un suivi temporel fin des déformations à l'aide d'inclinomètres longue-base, et une cartographie bien distribuée des déplacements verticaux par nivellement optique, au cours d'une mise en charge d'une zone de faille pendant quelques heures. Les observations sont honorées avec succès à l'aide d'un modèle hydromécanique simple permettant notamment d'estimer l'emmagasinement de la faille, en accord avec des études passées utilisant des méthodes différentes. Une modélisation poro-mécanique du problème de diffusion de pression au sein d'une zone de faille sub-verticale, incluse dans une matrice moins transmissive, a permis de démontrer que le signal transitoire de déformation en surface rend compte des propriétés mécaniques de la faille, ainsi que du fonctionnement hydromécanique du système dans son ensemble. Ensuite, nous avons développé une approche expérimentale permettant de suivre les déformations en surface associées à la mise en pression de fractures profondes et horizontales d'extension métrique. Grâce à la nature oscillatoire de la charge hydraulique imposée, nous avons pu identifier la signature des variations d'ouverture des fractures testées dans le signal d'un inclinomètre pendulaire. Les amplitudes trouvées, de l'ordre de 10 nanoradians pour quelques centimètres de charge hydraulique, permettent d'obtenir des estimations cohérentes de la raideur des fractures. Enfin, nous avons abordé la problématique des flux saisonniers au sein d'un aquifère de socle fracturé et son lien avec la recharge. Le signal inclinométrique est fortement corrélé aux variations piézométriques annuelles du site d'étude mais possède la singularité importante d'être en avance de phase d'environ un mois. Nous interprétons avec succès les chroniques inclinométriques à l'aide d'un modèle hydromécanique 1D, et mettons en valeur le fait que la méthode présente un intérêt pour déterminer la géométrie du réservoir à large échelle, et est sensible aux modalités de la recharge (diffuse versus focalisée, dans le temps et l'espace) davantage encore que ne l'est la piézométrie. Ce résultat inédit ouvre des perspectives quant à l'estimation des flux liés à la recharge, ce qui est un enjeu majeur pour les questions de gestion de ressource en eau. Nous concluons donc que l'inclinométrie est une méthode à fort potentiel pour décrire les propriétés et le comportement hydromécanique des réservoirs fracturés, de l'échelle du mètre jusqu'à plusieurs kilomètres. / Fractured geological reservoirs have an important position among the environmental and economical challenges of the 21st century. In fact, they are either associated to deep storage of fluids, like nuclear wastes and carbon dioxide, or to the production of resources that are fundamental in our society, like geothermal energy and water. Preferential flowpaths within fractured rocks are shaped by fracture networks which make the media very heterogeneous and anisotropic. It is difficult to determine their structure and physical properties as they actually depend on the network's connectivity and scale of investigation. In this thesis, we assess the informational potential of surface deformation methods, in particular surface tilt, to monitor and describe fractured reservoirs at three important scales. Indeed, surface tilt is very sensitive to deep sub-surface fluxes and thereby to the impact of main conductive structures. Firstly, we develop the methodological strategy aiming at interpreting surface tilt. Using an elastic model and through a systematic exploration of the geometrical parameter space, we observe that tilt measurements are mainly sensitive to a fault's dip and extension in the dip direction. However, this sensitivity clearly depends on the position of measurement with respect to the fault. In addition, we validate the hydrogeophysical approach by monitoring the deformation induced by the pressurization of a sub-vertical fault zone during a few hours, using continuous long-baseline tiltmeter data and spatially distributed vertical displacements from two optical leveling campaigns. The observations are successfully reproduced by a simple hydromechanical model from which we estimate the fault's storativity, in agreement with previous results obtained from different approaches. A more robust poro-mechanical model of pressure diffusion in a fault embedded in a less permeable matrix is then used to further investigate the information content of transient tilt data. Therewith, we show that surface tilt is sensitive to the mechanical properties of the fault zone and to the hydromechanical functioning of the system as a whole. Secondly, we have developed an experimental approach aiming at monitoring surface deformations generated by the pressurization of deep sub-horizontal fractures of a few meters extent. By imposing an oscillatory hydraulic load at the fractures' inlets, we are able to recognize the signature of their mechanical opening in tilt measurements. The recovered amplitudes lie around 10 nanoradians for a few centimeters of hydraulic head variations. From this we estimate fracture stiffnesses that are consistent in light of published data. Finally, we address the question of seasonal fluxes within a fractured aquifer and its link with recharge.Tilt signals are well correlated with annual head fluctuations at the study site. However, the remarkable difference is that tilt displays a phase lead of about one month with respect to piezometric levels. We interpret tilt time series with a 1D hydromechanical model and highlight the fact that the method is of interest for determining the large scale reservoir's geometry and that it is sensitive to recharge processes (local versus spread recharge, both in space and time). This novel result opens new perspectives as regards the estimation of recharge fluxes which is a major concern for water resources management. Hence, we conclude that surface tilt monitoring is a method with a strong potential to describe the properties and hydromechanical behavior of fractured media, from a few meters' scale up to several kilometers.

Similar to cancer cells, HIV-infected cells differ from HIV-uninfected cells in that they have altered interferon signaling pathways, the apparent reason for the selectivity of certain oncolytic viruses (OVs). Therefore, it was hypothesized that use of an OV, such as recombinant Maraba virus (MG1), may be a potential approach to eliminate latently-infected cells constituting the HIV reservoir while sparing HIV-uninfected cells. This was studied in U1, ACH-2, OM-10 and J1.1 cells and their respective HIV-uninfected parent cell lines in addition to CD4+CD25-HLADR- cells from HIV-infected individuals on effective antiretroviral therapy. Although MG1 infected and killed latently HIV-infected U1 cells to a greater degree than the HIV-uninfected parent U937 cells, this was not observed in the other HIV-infected cell lines and their respective parent cell lines. Furthermore, results from primary cells suggest that MG1 alone does not appear to eliminate cells which comprise the major HIV reservoir. Challenges of studying the HIV reservoir and priorities for future studies examining the use of OVs as a potential strategy to eliminate the HIV reservoir are discussed.