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도시형 자기부상열차 부상레일의 피로해석 (Fatigue Analysis for Levitation Rail of Urban Maglev System)

  • 김경택;김재용;김용환;박진수;변상윤
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.39-45
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    • 2008
  • 부상레일은 자기부상열차의 운행을 위한 선로구축물의 궤도상부에 설치되어 있으며, 열차의 주행시 레일과 침목의 연결부는 반복적인 피로하중을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 자기부상열차의 주행시 부상레일이 부담하게 되는 피로하중 및 비상착지시 발생하는 충격하중에 대한 피로해석을 통하여 부상레일의 설계 건전성을 검증하고자 하였다. 하중 및 경계조건은 정상상태의 주행을 고려하여 설계하중인 23kN/m를 적용하였으며, 차량의 낙하 및 비상주행시를 고려하여 스키드 낙하하중인 24kN/m를 적용하여 레일과 침목의 체결방식에 따라 볼트체결과 용접체결의 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 정적해석시 응력집중은 볼트체결 및 용접체결의 두 경우 모두 침목의 선단부분에서 발생하였으며, 최대응력은 231MPa로서 볼트체결방식의 경우에서 발생하였다. 피로수명은 응력-수명방법을 사용하여 예측하였으며, 평균응력의 영향을 고려하기 위하여 Goodman 관계식을 적용하고 Damage 계산에는 Miner법칙을 이용한 피로해석 결과는 주어진 해석조건에서 모두 요구하는 피로수명 이상의 피로수명을 나타내었으며, $10^8{\sim}10^9$ 싸이클을 무한수명으로 가정하면 볼트체결방식의 낙하하중상태($1.21{\times}10^6$)를 제외하고 모두 무한수명을 갖는 것을 알 수 있었다.

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철도 차량 - 교량 상호작용에 의한 3차원 동적 해석 모델 개발 (DEVELOPMENT OF THREE-DIMENSIONAL DYNAMIC ANALYSIS MODEL HIGH SPEED TRAIN-BRIDGE INTERACTION)

  • 딘반위엔;김기두;심재수;최은수;송삭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.151-163
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    • 2008
  • 본 논문에는 KTX (Korean eXpres Train)을 위한 3차원 관절대차의 차량-교량 동적 상호작용의 해석모델의 공식이 제안되었다. 궤도틀림의 반주기적 파형이 FRA의 레일틀림 최대허용기준을 사용하여 제안되었고, 레일 이음매와 침목의 간격 또한 포함되었다. 궤도틀림은 수준, 구배, 수평 및 궤간틀림을 포함하고 있다. 결과적으로 나타나는 차량-교량 시스템 행렬은 매우 적은 요소를 포함하기 때문에 1차원의 배열에 저장할 수 있으며, 시간절약적인 해법을 창출한다. 반복기법을 포함하는 차량-교량 작용 계산의 수치적 알고리즘 또한 공식화하였으며, 차량-교량 상호작용을 모사하고 새로운 알고리즘에 의해서 이 문제를 풀기 위한 프로그램이 'XFINAS'라고 불리는 프로그램에 모듈로서 내포되었다. 새로운 프로그램에 의해서 계산된 결과가 검증된 2차원의 차량-교량 상호작용 모델의 결과에 의해서 검증되었다. 본 연구에서 제시한 3차원 해석은 차량의 보다 상세한 응답을 제공한다. 예를 들면, 회전운동-롤링, 요잉 및 피칭- 및 수평 및 수직운동에 대한 가속도를 제공할 수 있으며, 이러한 응답은 승객의 승차감 평가에 유용한 자료로 활용될 수 있다. 차량의 안정성과 차륜의 탈선 또한 본 프로그램에서 계산되는 차륜의 상대변위를 이용하여 직접적으로 계산이 가능하다.

전단파 토모그래피를 활용한 철도 콘크리트 궤도 슬래브 층분리 결함 평가 (Evaluation of Debonding Defects in Railway Concrete Slabs Using Shear Wave Tomography)

  • 이진욱;기성훈;이강석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.11-20
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    • 2022
  • 이 연구의 주요 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브의 콘크리트 슬래브(track concrete layer, TCL)와 도상안정층(hydraulically stabilized based course, HSB) 사이 층분리를 평가하기 위한 비파괴검사법으로 전단파 토모그래피 기술의 활용가능성을 실험적으로 확인하는 것이다. 이를 위하여 다채널 전단파 측정 장치(MIRA)를 활용하여 실물 크기로 제작된 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브 실험체 내부의 층분리 결함을 평가하였다. 실물실험체는 Rheda 2000 시스템에 따라 설계 및 시공되었으며, 노반 위에 HSB를 타설하고, 그 위에 TCL이 타설된 2층 슬래브 구조를 갖는다. 실물실험체는 일부구간의 HSB상부에 스티로폼으로 제작된 인공결함(가로 및 세로가 각각 400mm이고 두께가 각각 5mm, 15mm인 압출폴리스티렌폼(XPS)보드 2개)을 삽입하여, TCL과 HSB 사이에 층분리 결함이 생기도록 시공하였다. 시험체의 층분리 구간에서 얻은 콘크리트 단층이미지는 층분리에 따른 균열 및 HSB와 지반사이의 계면에서 반사되는 신호를 효과적으로 보여 주었다. 한편 초음파 토모그래피 이미지에서 TCL 콘크리트의 매입물(철근, 트러스, 인서트 등)에서 반사된 신호와 층분리 결함 신호를 구분하기 위한 노이즈 제거를 위한 이미지 처리방법을 적용하여 층분리 결함을 효과적으로 분리하였다. 토모그래피 이미지에서 추출된 층분리 결함의 크기정보와 공간정보를 통합하여 층분리 지도로 재구성하였으며, 층분리 결함의 위치 및 크기를 시각화하는데 효과적인 것을 확인하였다.

매트리스 소재변화가 수면의 질에 미치는 영향: 탐색적 연구 (Effects of Mattress Material Change on Sleep Quality: An Exploratory Study)

  • 임수은;박기현;백영화;이시우;박세진;유호룡;배광호
    • 감성과학
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    • 제25권4호
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    • pp.95-106
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    • 2022
  • 본 연구는 라텍스 매트리스가 수면의 질과 편안함에 미치는 영향을 평가하기 위하여 수행되었다. 대상자들은 임상의의 진찰을 통해 중증의 불면증을 비롯한 수면에 영향을 줄 수 있는 질병이 없는 건강한 성인 11명(남 5명, 여 6명, 나이 37.7세, 키 167.8cm, 체중 67.0kg)으로 구성되었다. 대상자들은 개인 생활공간에서 7일 동안 사용하던 스프링 매트리스에서 수면을 취하였고, 이를 웨어러블 디바이스(Fitbit)와 수면일지, PSQI, ISI, 만족도 설문을 사용하여 기록하였다. 이어서 대상자들의 매트리스를 라텍스 매트리스로 교체하여 14일 동안 사용하게 하였고, 이를 기록하였다. 그 결과 Fitbit 상에서 라텍스 매트리스를 사용 후 주중 수면 시간이 62.9분, 주말 수면 시간은 53.2분 증가하는 것으로 나타났으며, ISI 설문에서는 3.8점이 유의하게 감소하였다. PSQI 설문에서는 poor sleeper가 10명에서 7명으로 줄었으나 통계적으로 유의하지는 않았고, 만족도 설문에서는 허리, 목, 어깨의 편안함이 유의하게 증가하였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때, 라텍스 매트리스는 객관적 및 주관적 수면의 질에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 보여진다.

금당천에 서식하는 얼록동사리(Odontobutis interrupta)의 식성 (Feeding Habits of Korean Dark Sleeper, Odontobutis interrupta in the Keumdang Cheon (Stream), Korea)

  • 변화근
    • 한국환경생태학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.198-208
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    • 2023
  • 얼록동사리의 식성 분석을 위해 금당천에서 2021년 3월부터 11월까지 채집을 하였고 크기는 연령별로(1년생, 2년생, 3년생 이상)로 구분하였다. 먹이생물은 절지동물(Arthropoda, 개체수 86.6%) 갑각강(Malacostraca, 연갑강)의 등각목(Isopoda), 단각목(Amphipoda), 십각목(Decapoda), 수서곤충(Aquatic insect)에 속하는 하루살이목(Ephemeroptera), 잠자리목(Odonata), 노린재목(Hemiptera), 강도래목(Plecoptera), 딱정벌레목(Coleoptera), 파리목(Diptera), 날도래목(Trichoptera), 환형동물(Annelida, 개체수 7.3%) 환대강(Clitellata)의 실지렁이목(Tubificida), 가시지렁이목(Haplotaxida), 부리거머리목(Rhynchobdellida), 연체동물(Mollusca, 개체수 2.8%)에 속하는 복족강(Gastropoda)의 수병안목(Systellommatophora)과 중복족목(Mesogastropoda), 척추동물에 속하는 어류(3.3%) 그리고 어란 등 다양하였다. 수서곤충, 어류, 갑각류, 환형동물 등을 주로 서식하였으며 수서곤충이 개체수에 있어 70.0%, 생체량은 31.7%, 상대중요성지수는 72.7%로 가장 중요한 먹이원이었다. 식성은 육식성 이었으며 먹이 섭취 특성과 형태는 육식포식자(stalker)에 속하였다. 전장이 증가함에 따라 섭식한 먹이의 개체량과 생체량에 있어 파리류가 점진적으로 감소하였고 어류, 새우류, 날도래류, 잠자리류 등이 증가하는 먹이 전환이 발생하였다. 봄에는 먹이생물 중 파리류(65.3%), 지렁이류(14.5%), 하루살이류(7.0%) 등을 주로 섭식하였고 여름에는 파리류(58.6%), 하루살이류(24.5%), 어류(4.8%) 등이 풍부하였고 가을에는 파리류(30.1%), 하루살이류(20.4%), 등각류(13.3%) 등을 많이 섭식하였다.

개방교합성 골격 형태를 가진 아동과 성인의 치성보상 양상 (Dentoalveolar Compensation of Hyperdivergent Skeletal Pattern in Children and Adults)

  • 전영미;박동철;김정기
    • 대한치과교정학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.197-207
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    • 1999
  • 심한 골격성 부조화를 보이는 환자에서 치열 보상에 의하여 교합 접촉이 양호하게 유지되는 경우를 자주 볼수 있으며, 이러한 치열 보상은 삼차원 평면 모두에서 발생한다. 본 연구에서는 개방교합성 골격 형태의 치 보상 양상을 관찰하고, 이러한 골격형태를 보이는 성인과 아동의 치열보상 양상의 차이를 비교하고자 하였다. 개방교합성 골격형태를 보이는 환자 60명과 정상군 60명을 대상으로 하였으며 이들 각각을 연령에 따라 8-12세의 아동군과 17세 이상의 성인군으로 분류하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 개교성골격군의 후하안면고경은 아동과 성인 모두에서 정상군보다 작으며(p<0.01), 전하안면고경은 아동에서 정상군과 차이가 없으나 성인에서는 정상군보다 크다(p<0.01). 2. 개교성골격군에서 기저골 길이에 대한 상하악 전치의 맹출비는 아동기에 정상군보다 크며(p<0.05), 성인기의 상악전치의 맹출비는 아동기에 비해 컸으나(p<0.05) 하악 전치의 맹출비는 아동기와 유사하였다. 3. 개교성골격군에서 상$\cdot$하악 구치의 기저골의 길이에 대한 상대적인 맹출량은 아동기에 정상군과 차이가 없었지만, 성인에서 상악 구치의 상대적인 맹출량은 정상군보다 컸으며 (p<0.01), 하악 구치의 상대적인 맹출량은 정상군과 동일하였다. 4. 개교성골격군에서 하악평면에 대한 하악 교합평면의 경사는 아동이나 성인 모두에서 정상군보다 더 큰 각을 이루며 (p<0.01), 상악 교합평면 경사는 성인기에 아동기보다 컸다(p<0.05). 상악 교합평면은 성인기에 아동기보다 전상방경사를 보였다(p<0.01). 5. 개교성골격군에서의 치성보상은 아동기에 이미 상$\cdot$하악 전치부의 과맹출에 의하여 이루어진다. 개교성골격군은 성장과정중 상악 구치부의 과도한 수직적 발육을 보이며 이에 대한 보상적 반응으로 상$\cdot$하악 전치부는 정상군보다 더 큰 맹출량을 보이는데 특히 상악 전치부에서 더 큰 맹출비를 보인다.

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소방공무원의 수면의 질에 대한 영향요인 (Factors Affecting Sleep Quality of Firefighters)

  • 오진욱;고미애;송후림;홍민하;김현수;김우정
    • 정신신체의학
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    • 제26권1호
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    • pp.19-25
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    • 2018
  • 연구목적 소방공무원은 업무의 특수성으로 인해 충격적인 사건에의 잦은 노출, 업무 시 높은 긴장감, 교대근무 등을 경험하게 되며, 불면을 호소하는 비율도 일반 인구에 비해 높은 편이다. 소방공무원의 수면의 질은 개인적인 삶의 만족도에 영향을 줄 뿐만 아니라, 국민의 안전을 위한 업무수행에도 영향을 미칠 수 있다. 소방공무원의 수면의 질 개선을 위해, 수면에 영향을 미치는 요소를 알아보고자 하였다. 방 법 서울 및 경기 지역 3개 소방서에 120부의 설문조사지를 인편으로 전달 후, 서면 동의를 받고 설문을 시행했으며, 93부의 설문지를 수거하였다. 소방공무원을 대상으로 알코올 사용, 흡연 여부, 교대근무, 사회경제적 상태, 정신과적 치료 과거력 등을 조사했으며 수면의 질, 우울감, 불안감, 충격적인 외상의 경험 및 직무 관련 스트레스에 대해 자가보고식 설문을 시행하였다. 수면의 질에 따라 소방공무원을 두 그룹으로 나누어서 조사된 각 변수들을 비교하고, 그 결과에 따라 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 결 과 수면의 질이 불량한 군에서 현재 알코올 사용, 우울감, 불안감 및 충격적인 사건의 경험이 유의하게 높게 나타났으며, 다변량분석을 통해 현재 알코올 사용이 수면에 유의한 영향을 주는 요소로 나타났다(Crude odds ratio=3.707, 95% confidence interval=1.288-10.672, p=0.015 ; Adjusted odds ratio=3.288, 95% confidence interval=1.011-10.694, p=0.048). 결 론 알코올 사용, 우울감, 불안감, 충격적인 사건의 경험이 수면의 질에 각각 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 개별적 연관이 있는 요인들을 함께 고려했을 때 현재 알코올 사용 여부가 수면에 질에 유의한 영향을 주는 것으로 나타났다. 소방공무원의 수면의 질 개선을 위해서는, 알코올 사용에 대한 평가, 알코올 사용으로 인한 수면의 질 저하에 대한 교육, 알코올 사용을 줄이기 위한 구체적인 방안들을 마련하는 것이 필요할 것으로 보인다.

위천 상류에 건설 중인 화북댐 상 하류 어류군집에 관한 연구 (A Study of Fish Community on Up and Downstream of Hwabuk Dam Under Construction in the Upper Wie Stream.)

  • 서진원;김희성
    • 생태와환경
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    • 제42권2호
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    • pp.260-269
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    • 2009
  • 본 조사는 낙동강 유역의 홍수피해를 저감하고, 경북 중부지역의 안정적인 용수를 공급하기 위해 경북 군위군 고로면에 건설 중인 화북댐의 상 하류 어류조사를 통하여 댐 건설이 하천유역에 특히 수 생태계내의 어류군집에 미치는 영향유무를 파악하여 종 다양성을 보전하고 하천의 건강성을 유지하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 화북댐 상 하류에서 사후환경영향조사 기간(2004${\sim}$2008년) 중 측정된 수질항목 분석결과 현장에서 측정한 수온, 용존산소, 수소이온농도와 실내분석 항목인 부유물, 총대장균수의 경우 지점별로 다소 계절에 따른 변화를 나타냈지만 큰 차이를 보이지는 않았으나 유기물 및 영영염류 농도에 해당하는 생물학적 화학적 산소요구량, 엽록소, 질소, 인의 경우 지점별로 매우 큰 폭의 변화를 보였으며 상류에서 다소 높고 하류에서 낮은 경향을 보였다. 중금속 중 비소의 경우 2005년 6월 0.092 mg $L^{-1}$를 제외하고는 0.05 mg $L^{-1}$ 이하를 나타내어 하천수 수질환경기준 상 사람의 건강 보호 측면에서 규정한 0.05 mg $L^{-1}$ 이하의 범위 내에서 나타나는 것으로 확인되었다. 화북댐 상 하류에서 어류조사를 실시한 결과 총 7과 19종 10,263개체가 확인되었다. 조사된 어류 중 우점종은 하천 중 상류에 주로 서식하는 참갈겨니(62.5%)로 확인되었으며 아우점종은 버들치(10.6%)로 나타났다. 조사 구간인 위천 상류에서 확인된 19종 중 한국고유종은 긴몰개, 동사리, 쉬리 등 총 9종(47.4%)으로 나타났으며, 멸종위기야생동 식물 I급으로 지정된 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis naktongensis)가 소수의 개체이지만 포획되었고, 외래도입종은 확인되지 않았다. 군집분석 결과 우점도 지수는 하류로 갈수록 감소한 반면에 다양도, 풍부도 지수는 하류로 갈수록 증가하였다. 우점종인 참갈겨니의 개체군 분석 결과, 길이-무게 상관관계식은 TW=0.000003$(TL)^{3.2603}$로서 매개변수 b값이 3.0보다 크게 나타나 개체군의 영양상태가 양호한 것으로 나타났다. 또한 유사시기에 다른 하천에서의 개체군들과 비교분석 결과 size별 평균 비대지수(CF)가 상대적으로 높은 값을 보여 화북댐 유역의 참갈겨니가 다른 지역보다 성장률이 높았다. 화북댐 상 하류에서 어류 조사 자료를 활용하여 하천건강성평가(IBI)를 적용한 결과, 대부분의 지점에서 양호(26${\sim}$35)에서 최적(36${\sim}$40)을 보였으며 지점 5에서 평균값이 가장 높게 나타냈다. 이러한 결과를 바탕으로 지속적인 모니터링을 실시하여 어류에 관한 환경영향평가와 하천건강성평가 등을 통한 화북댐 완공 후 상 하류 하천의 어류상 변화유무 및 환경영향을 파악하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

금당천에 서식하는 얼록동사리(Odontobutis interrupta)의 생태 특징 (Ecological Characteristics of Korean Dark Sleeper, Odontobutis interrupta in Geumdang Stream, Korea)

  • 변화근
    • 한국환경생태학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.86-93
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    • 2023
  • 얼록동사리(Odontobutis interrupta)의 생태적 특징을 연구하기 위해 2021년 1월부터 2021년 12월까지 금당천에서 조사를 실시하였다. 본 종의 서식지 하상구조는 모래(sand)와 진흙(mud)이 풍부하였다. 수심은 평균 48(21~124)cm로 다소 깊었으며, 유속이 0.24(0.08~0.36)m/sec로 느렸다. 암수 성비는 1 : 0.98 이었고, 채집된 개체의 전장 범위는 23mm에서 162mm 이었다. 전장빈도분포도에 따른 연령은 5월 기준 전장이 23~59mm는 만 1년생, 60~99mm는 만 2년생, 100~139mm는 만 3년생, 140~162mm는 만 4년생 이상으로 추정되었다. 2차성징으로 생식적 유두(genital papilla)는 암컷의 경우 원통형 모양으로 끝의 안쪽이 비어 있으며 직경이 수컷에 비해 컷으며 수컷은 끝이 뾰족하여 원뿔 모양이었다. 성적성숙이 이루어진 수컷은 혼인색으로 복부와 몸통 전체가 검은색을 띄었다. 암컷의 경우 60~69mm에 해당하는 일부 개체만 성적성숙을 하였고 70mm 이상이면 모두 성적성숙을 하였다. 수컷은 70~79mm에 해당하는 개체 중 일부만 성적성숙을 하였고 80mm 이상에서 모두 성적성숙이 이루어졌다. 산란시기는 5월부터 시작되어 7월에 끝났으며(수온 19.6~29℃) 산란 성기는 6월로 추정되었다(수온 26℃). 포란수는 평균 2,473(883~4,955)개 이었고 성숙란은 짙은 노란색 구형으로 직경이 1.42(1.20~0.54)mm 이었다. 전장-체중과의 상관관계식은 BW=0.0000006TL3.21로 상수 a는 0.0000006를, 매개변수 b는 3.21 이었다. 비만도 지수는 평균 K=1.67(1.18~2.43) 이었고 기울기(Slope)는 0.116로 양의 값을 나타내었다.

자호천에 서식하는 한국고유종 동사리(Odontobutis platycephala)의 산란시기와 성장 (Spawning Season and Growth of Korean Dark Sleeper, Odontobutis platycephala in Jaho Stream, Korea)

  • 변화근
    • 한국환경생태학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.148-155
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    • 2024
  • 동사리(Odontobutis platycephala)의 생태적 특징을 연구하기 위해 2022년 1월부터 2022년 12월까지 자호천에서 조사를 실시하였다. 본 종의 서식지 하상구조는 작은돌(cobble)과 조약돌(pebble)이 풍부하였다. 수심은 평균 64(22~153)cm로 깊었으며, 유속이 0.89(0.42~1.46)m/sec로 빨랐다. 암수 성비는 1 : 1.02 이었고, 채집된 개체의 전장범위는 38mm에서 156mm 이었다. 전장빈도분포도에 따른 연령은 5월 기준 전장이 38~69mm는 만 1년생, 70~99mm는 만 2년생, 100~139mm는 만 3년생, 140~156mm는 만 4년생 이상으로 추정되었다. 2차성징으로 생식적 유두(genital papilla)는 암컷의 경우 원통형 모양이며 수컷은 끝이 뾰족하여 원뿔 모양이었다. 암컷의 경우 60~69mm에서 일부 개체만 성적성숙을 하였고 70mm 이상이면 모두 성적성숙을 하였다. 수컷은 70~79mm에 해당하는 개체 중 일부만 성적성숙을 하였고 80mm 이상에서 모두 성적성숙이 이루어졌다. 산란시기는 5월부터 시작되어 7월에 끝났으며(수온 17~28℃) 산란 성기는 6월로 추정되었다(수온 24℃). 포란수는 평균 988(284~2,722)개 이었고 성숙란은 짙은 노란색 구형으로 직경이 1.46(1.19~1.71)mm 이었다. 전장-체중과의 상관관계식은 BW=0.00000006TL3.12로 상수 a는 0.00000006를, 매개변수 b는 3.12 이었다. 비만도 지수는 평균 K=1.44(0.96~2.26) 이었고 기울기(Slope)는 -0.0007로 음의 값을 나타내었다.