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本发明公开了一种水库堤坝泄洪自动保护结构及其应用方法，包括开设在坝体上的泄洪通道，与泄洪通道活动挡止配合设置有连接控制单元的闸门，泄洪通包括上层通道和下层通道，下层通道的出水口和上层通道的出水口分别设置有表面为弧形且倾斜向上引流的第一导流槽和第二导流槽，第二导流槽的长度大于第一导流槽的长度，上层通道的流通高度小于下层通道的流通高度，上层通道出水口的上方铰接设置有弧形的挡流板，挡流板的外侧与坝体的后壁之间铰接有与控制单元相连的遥控液压伸缩杆。本发明能够有效阻挡雾化水汽的传播，不仅可避免有害小气候的形成，而且还能通过控制单元的调控使泄洪口的雾化水汽形成对下游有利的小气候。