כ-80% משטח אגן הניקוז של הנהר טואולמי שוכנים מעל סכר דון פדרו החדש והוא בעיקר מיוער כשיש בו גם אזורים אלפיניים וכרי עשב. השימוש העיקרי בשטח אגן הניקוז בחלקו התחתון של הנהר טואולמי הוא חקלאות, אבל יש בו גם שטחים עירוניים משמעותיים. אף שרק כ-280 קילומטרים רבועים (5.4%) משטח אגן הניקוז מעובדים, משמשים מי הנהר להשקות כמעט פי חמישה מגודל זה של שטחים מחוץ לאגן הניקוז. כ-67 קילומטרים רבועים (1.3%) משטח אגן הניקוז הם שטח עירוני, בעיקר במטרופולין של אזור מודסטו. בסך הכול מתגוררים כ-550,000 תושבים באגן הניקוז של הנהר טואולמי, כשמתוכם 210,000 מתגוררים במודסטו.
הנדסה ובקרת שיטפונות.
כמו מרבית נהרות הסיירה נבדה הנהר טואולמי נסכר בצורה נרחבת במטרה למנוע שיטפונות, לספק מים ולייצר חשמל. הסכר הראשון על הנהר הוא סכר אושונסי, היוצר את מאגר הץ' הצ'י בנפח 440 מיליון מטרים מעוקבים, המספק מים וחשמל לעיר סן פרנסיסקו. המערכת ההידרואלקטרית של הץ' הצ'י מטה כמויות גדולות של מים למנהרות המזינות שתי תחנות כוח הידרואלקטריות, הקירקווד (Kirkwood) והמוקסין (Moccasin). מערכת החשמל יעילה בשל הפרשי הגובה הגדולים, מעל ל-840 מטרים בין גובה המאגר ופתח היציאה של תחנת הכוח מוקסין. עם זאת, היא גם גורמת לאובדן מים משמעותי מנהר הטואולמי, בייחוד בתקופת של שפל במים בקיץ כאשר מופסקת הזרימה במנהרות. לא כל המים שבשימוש תחנות הכוח מושבים לנהר. 301 מיליון מטרים מעוקבים של מים בשנה זורמים בכוח הכבידה דרך מוביל המים הץ' הצ'י על מנת לשרת את העיר סן פרנסיסקו והערים סביבה. בשל איכות המים הטהורים, מערכת הץ' הצ'י היא אחת ממערכת המים הבודדות בארצות הברית המשרתת עיר גדולה שאינה זקוקה למערכות סינון.
גם הנהר צ'רי קריק, היובל הגדול ביותר של הטואולמי, הוא חלק המערכת ההידרואלקטרית של סן פרנסיסקו. הצ'רי קריק סכור באמצעות סכר עמק צ'רי (Cherry Valley Dam), היוצר את אגם צ'רי (Cherry Lake) בנפח 338 מיליון מטרים מעוקבים. סכר על אלינור קריק (Eleanor Creek), יובל ראשי של הצ'רי קריק, יוצר את אגם אלינור (Lake Eleanor) ומימיו מוטים לאגם צ'רי דרך מנהרה. הזרם המאוחד מתועל לתחנת הכוח הולם (Holm Powerhouse) ומושב לנהר. שלא כמו מערכת הץ' הצ'י, מערכת צ'רי קריק משמשת אך ורק לאנרגיה הידרואלקטרית, ולא לאספקת מים, משום שאיכות המים לא מספיק טובה. עם זאת, יש מוביל מים מקשר המאפשר לאגם צ'רי לספק מים למערכת הץ' הצ'י בתקופת בצורת חמורה. מערכת גיבוי מים זו נוסתה בפעם האחרונה בשלהי 2015, כניסיון לוודא את כשירותה אם תנאי הבצורת יחמירו. הפעם הקודמת בה נעשה שימוש במערכת גיבוי זו הייתה ב-1988.
מתחת לשפך הנורת פורק לטואולמי הנהר זורם לאגם דון פדרו, המאגר הגדול ביותר באגן הניקוז של הנהר טואולמי והאגם המלאכותי השישי בגודלו בקליפורניה בנפח 2.5 מיליארד מטרים מעוקבים. סכר דון פדרו החדש הבנוי בעיקר מעפר בגובה 178 מטרים הוא הסכר העשירי בגובהו בארצות הברית ונבנה במטרה לענות על כמה מטרות: השקיה, מי שתייה לערים, אנרגיה הידרואלקטרית ובקרת שיטפונות. הוא החליף סכר בטון קודם שנבנה בערך באותו אתר. חברות המים מודסטו וטרלוק מקבלות את חלק הארי ממי המאגר, אם כי גם לעיר סן פרנסיסקו יש זכויות במאגר, בהם היא משתמשת בעיקר כדי לפצות על ההשפעות של המים המוטים במעלה הזרם בהץ' הצ'י. בשל השאיפה להגדיל את קיבולת המים הנאגרים לשימושים אחרים, רק 420 מיליון מטרים מעוקבים ממי המאגר מתוכננים לשמש כבקרת שיטפונות, מספר נמוך יחסית בהשוואה למאגרים אחרים בקליפורניה. עקב כך מתמלא אגם דון פדרו לעיתים קרובות במהלך הסופות בחורף מה שמאלץ לשחרר מים לערוץ תוך גרימת נזקים במורד הזרם.
סכר לה גראנג', סכר הטיה מבטון קטן בהרבה הוא הסכר האחרון על הטואולמי לפני השפך לסן חואקין. תעלת מודסטו (Modesto Canal) בצידו הצפוני של הנהר ותעלת טרלוק (Turlock Canal) בצידו הדרומי הן תעלות השקיה גדולות. תעלת מודסטו מזינה את מאגר מודסטו בן ה-36 מיליון מטרים מעוקבים, המווסת את המים לחלוקה לחקלאים. אגם טרלוק הנוצר באופן דומה, גדול יותר, והקיבולת שלו היא 60 מיליון מטרים מעוקבים. סך כל המים המוטים מהטואולמי לצורכי השקיה בשנה מוערכים ב-1.07 מיליארד מטרים מעוקבים, כמחצית מהספיקה הטבעית של הנהר.
הזרימה בטואולמי מעבר לסכר לה גראנג' מצומצמת מאוד עקב הטיית המים להשקיה. הנהר זורם בערוץ קבוע בתוך מישור הצפה מוגבל מאוד. לפני שמימיו נוצלו להשקיה היה הנהר מציף באביב שטחים גדולים תוך יצירת ביצות עונתיות ושינה מדי פעם את מסלולו במהלך השיטפונות התכופים. כיום מוגנים החוות והיישובים לאורך הנהר באמצעות מערכת של סוללות שביניהן הערוץ מסוגל להכיל ספיקה של בערך 250 מטרים מעוקבים בשנייה בנקודה בה הערוץ עובר מתחת לגשר רחוב 9 במודסטו – משמעותית פחות מפוטנציאל השיטפון המקסימלי של הנהר. העמק תלוי בבקרת השיטפונות באגם דון פדרו על מנת למנוע מצב שהספיקה בערוץ תהיה גבוהה מקיבולתו. למרות זאת, שיטפונות אירעו פעמים רבות, כשהמקרה הידוע ביותר לשמצה אירע בשיטפון של ראש השנה האזרחית ב-1997, שבו ספיקת הנהר בכניסה לאגם דון פדרו הגיעה ל-3,400 מטרים מעוקבים בשנייה, שנייה רק לספיקה המשוערת של השיטפון של 1862. ספיקת הנהר ביציאה מדון פדרו הגיעה לשיא של 1,700 מטרים מעוקבים בשנייה. אף שכמות זו הקטינה מאוד את הנזק הפוטנציאלי מהשיטפון, היא הייתה גדולה פי שישה מקיבולת הערוץ, וגרמה לנזקים נרחבים ברכוש לאורך הנהר.
דגים, צמחים ובעלי חיים.
הטואולומי תמך בעבר בלהקות גדולות של אלתית גמלונית וטרוטת עין-הקשת שעלו בנהר לשם רבייה באביב ובסתיו. במצב הטבעי של הנהר מנו להקות דגי האלתית הגמלונית בסתיו עד 130,000 פרטים. למעט נהר המרסד הסמוך מדרום, זו היא האוכלוסייה הדרומית ביותר הקיימת של אלתית גמלונית באמריקה הצפונית. הטיית מים מסיבית ומיזמים של עיצוב ערוץ הנהר הובילו לחיסול נדידת האלתית הגמלונית באביב ולצמצום דרמטי של הנדידה בסתיו. סכרים חסמו יותר ממחצית המסלול בן 160 הקילומטרים שבו השתמשו הדגים בנדידה אל אתרי הרבייה באגן הניקוז של הנהר טואולומי. הנהר סן חואקין והדלתה של הנהרות סן חואקין-סקרמנטו, המקשרת בין הטואולומי לאוקיינוס השקט שממנו מגיעים להקות הדגים הנודדות הושפעו גם הם מצמצום הזרימה ומזיהום המים. בנוסף, מינים זרים שהוחדרו לנהרות דוגמת בס מנומר טורפים את הדגיגים של האלתית, ומחסלים עד 93% מהדגיגים של האלתית לפני שהם מספיקים להגר בחזרה לים. הצעה שנויה במחלוקת של המועצה המדינתית לחלוקת משאבי המים (State Water Resources Control Board) תגדיל את ספיקת הנהר באביב ובקיץ שתסייע לאוכלוסיות דגים הנודדים מהים, אבל תקטין משמעותית את אספקת המים לחקלאים ולתושבי הערים. להצעה זו מתנגדים חברות המים הטוענות שהמקור להצטמצמות להקות הדגים הוא הטריפה שהוזכרה לעיל ולא הפחתת הזרימה.
יערות באגן הניקוז של הנהר מתחלקים לכמה אזורים נבדלים. אזור מרגלות ההרים מאופיין בעצים וצמחים המותאמים לאקלים חם ויבש, כולל "Adenostoma fasciculatum" (באנגלית greasewood), שיח ממשפחת הוורדיים, ציאנתוס ("Ceanothus", באנגלית California lilac), שיחים של "Arctostaphylos" (באנגלית manzanita), סוג במשפחת האברשיים, אורן סבין ("Pinus sabiniana"), ומיני האלון: "Quercus douglasii" (באנגלית blue oak, "אלון כחול") ו-"Quercus wislizeni" (באנגלית Sierra live oak). מזרחה וגבוה יותר צומחים היערות ההרריים הנמוכים והגבוהים, השוכנים בין גובה 900 ל-1,800 מטרים ובין 1,800 ל-2,400 מטרים בהתאמה. ביערות ההרריים הנמוכים צומחים אלון שחור קליפורני ("Quercus kelloggii"), אורן הזפת, קלוצדרוס מפושק ואשוח לבן. גבוה יותר אורן ג'פרי וערער מערבי ("Juniperus occidentalis"). מעליהם משתרע אזור היער התת-אלפיני בין 2,400 ל-2,900 מטרים הנשלט על ידי אורן לבן מערבי, צוגה הררית ואורן מפותל. מעל לגובה של 2,900 מטרים צומחים רק שיחים קטנים, צמחים פורחים ופה ושם עצי אורן לבן-קליפה הגדלים באזור האלפיני, המוגבל לפסגות סביב טואולומי מדוז ולאורך קו הרכס של הרי סיירה נבדה.
בני אדם השפיעו על התנאים הטבעיים של אגן הניקוז של הנהר טואולומי במשך מאות שנים. הילידים נהגו להצית שריפות מבוקרות במישורי העשב על מנת לפנות עלווה כמושה, כדי לפנות מקום לצמחייה חדשה שתמשוך אליה חיות ציד לבוא ללחכך. הם נהגו גם לשרוף מדי פעם חורשות עצי אלון למרגלות ההרים כאמצעי להתמודד עם מזיקים שאחרת היו פוגעים במקור המזון הראשי שלהם, צנוברים. בתקופה הספרדית ובתקופה המקסיקנית שימש העמק המרכזי לגידול בקר, שחיסל במהירות את העשב הטבעי. במהלך שנות ה-80 של המאה ה-19 נהגו בעלי חוות כבשים אמריקנים להביא את עדריהם לרעות בחלק העליון של אגן הניקוז של הנהר טואולומי, ופגעו בכך במרעה שלמרגלות ההרים וברכס הסיירה. עמק הץ' הצ'י היה אחד משדות המרעה העיקריים של כבשים בעונת הקיץ. הפגיעה בעשבים הרב-שנתיים אפשרה למינים פולשים חד-שנתיים לשגשג, וגם הגבירה את הרגישות של אגן הניקוז לשרפות. במטרה להגן על רכוש ואיכות אגן הניקוז, הופעלו בתחילת המאה ה-20 אמצעים למניעת אש. עם זאת, תהליך זה הוביל לצמיחת יתר ופגיעה בתהליך הסוקצסיה הטבעית שקודם לכן התנהל על ידי שריפות שפרצו באופן טבעי מפעם לפעם.
היסטוריה.
ילידים.