5. 如图,水坝的横截面为梯形 $ ABCD $,迎水坡 $ AD $ 的坡角为 $ 30^{\circ} $,背水坡 $ BC $ 的坡度为 $ 1 : 1 $,坝顶宽 $ AB $ 为 $ 4 \, \mathrm{m} $,坝高为 $ 6 \, \mathrm{m} $.
(1) 求坝底宽 $ CD $;
(2) 若不改变水坝的坡度和坝底宽 $ CD $,而要用土将这段长度为 $ 1000 \, \mathrm{m} $ 的堤坝加高 $ 0.5 \, \mathrm{m} $,问需要多少土方(精确到 $ 1 \, \mathrm{m}^3 $)?

答案:解: (1)过点A作AE⊥CD,垂足为点E,过点B作BF⊥CD,垂足为点F

由题意可知,四边形AEFB是矩形,AB=EF=4m,BF=AE=6m,∠D=30°
在Rt△ADE中,∵∠D=30°,AE=6m
∴$DE=\sqrt 3AE= 6\sqrt 3\ \mathrm {m}$
在Rt△CBF 中,∵背水坡BC的坡度为1 : 1,即BF:CF=1: 1
∴CF=BF=6m
∴$CD=CF+EF+DE=(10 + 6\sqrt 3)\ \mathrm {m}$
(2)增加的部分为梯形。梯形的面积:$\frac {(4- 0.5- 0.5\sqrt 3 + 4)}2×0.5×1000≈1658\ \mathrm {m^2}$
∴需要$1658\ \mathrm {m^3}$的土方。