בין תחילת המאה ה-20 לשנות ה-30 של המאה ה-20 הוקמו סכרים בדון פדרו ובעמק הץ' הצ'י, במטרה לספק מים לחקלאי העמק המרכזי ולעיר סן פרנסיסקו, בהתאמה. פרויקט הץ' הצ'י, שבוצע בתחומי הפארק הלאומי יוסמיטי, עורר מחלוקת ברמה לאומית, ונחשב לגורם שהביא להקמת התנועה לאיכות הסביבה. מאמצע המאה ה-20 התגברו הביקושים למי הטואולומי ושיאם בהשלמת סכר דון פדרו החדש (New Don Pedro Dam) בתחילת שנות ה-70 של המאה ה-20. מיזמים אלו הפחיתו את כמות המים הזורמים מהטואולומי לסן חואקין למחצית מכמותם המקורית, ועקב כך הצטמצמו מאוד כמויות דגי הסלמון וטרוטת עין-הקשת בשני הנהרות.
מסלול.
מקורותיו של הנהר טואולומי בפארק הלאומי יוסמיטי, גבוה ברכס סיירה נבדה, כהתמזגות בין שני פלגים (). לייל פורק (Lyell Fork), פלג באורך 11 קילומטרים שנוצר מהפשרת קרחון לייל (Lyell Glacier), מתחת להר לייל (Mount Lyell) הפסגה הגבוהה ביותר בפארק הלאומי יוסמיטי (3,997 מטרים מעל פני הים) וזורם צפונה דרך קניון לייל. ודיינה פורק (Dana Fork), פלג באורך 8 קילומטרים שמקורו בין הר דיינה (3,981 מטרים) והר גיבס (Mount Gibbs, 3,893 מטרים) וזורם מערבה.
לאחר המפגש בין הפלגים במישור ההצפה של טואולומי מדוז (Tuolumne Meadows), הנהר מתפתל לצפון-מערב, ועובר מתחת לכביש טיוגה. אף שהוא שקט לאורך הקילומטרים הראשונים במסלולו, הנהר משנה את אופיו כשהוא צונח במפלי טואולומי (Tuolumne Falls) ואשדות וייט (White Cascades). לאחר מעבר קצר בעמק גלן אולין (Glen Aulin), הנהר נכנס לקניון המרהיב גרנד קניון של הטואולומי (Grand Canyon of the Tuolumne) שאורכו כ-30 קילומטרים ובו יש עוד שלושה מפלים עיקריים: קליפורניה, לאקונטה (LeConte) ומפלי ווטרוויל (Waterwheel Falls). היובלים רטרן קריק (Return Creek) ופיוט קריק (Piute Creek) נשפכים לנהר מצפון בתחומי קניון טואולומי. בקצה הקניון הנהר מתרחב למאגר הץ' הצ'י, שנוצר על ידי סכר אושונסי שהוקם ב-1923 בעמק הץ' הצ'י הנופי במטרה לספק מים לעיר סן פרנסיסקו.
היובל פולס קריק (Falls Creek) יוצר את מפלי ואפאמה (Wapama Falls) ומפלי טואוללה (Tueeulala Falls), שניים מהמפלים הגבוהים ביותר ביוסמיטי, כשהוא נשפך למאגר מצפון. ממקורו בטואולומי מדוז בגובה 2,618 מטרים הנהר צונח 1,500 מטרים למאגר הץ' הצ'י בגובה 1,200 מטרים.
מתחת לסכר אושונסי עובר הטואולומי את עמק פופנאוט (Poopenaut Valley) ונכנס לסדרה של קניונים רצופים כשהוא זורם למרגלות רכס הסיירה נבדה. לאחר שהוא חוצה את הגבול המערבי של הפארק הלאומי יוסמיטי הוא נכנס ליער הלאומי סטניסלאוס (Stanislaus National Forest). מרבית היובלים של הטואולומי נשפכים אליו בקטע זה, החל בצ'רי קריק (Cherry Creek) הנשפך מצפון, מרחק קצר מנקודת כניסת המים למוביל המים הץ' הצ'י (Hetch Hetchy Aqueduct), המוביל את המים לסן פרנסיסקו. היובל "סאות פורק אוף דה טואולומי" (South Fork of the Tuolumne, "המזלג הדרומי של הטואולומי"), נשפך מדרום כמה קילומטרים במורד הזרם, סמוך ליישוב גרובלנד-ביג אוק פלאט (Groveland-Big Oak Flat), ואחרי כמה קילומטרים נוספים הנהר קלאוויי (Clavey River) נשפך מצפון. היובל "נורת פורק אוף דה טואולומי" (North Fork of the Tuolumne, "המזלג הצפוני של הטואולומי") נשפך מצפון בסמוך לקצה העליון של אגם דון פדרו (Don Pedro Reservoir), שנוצר ב-1971 כאשר נבנה סכר דון פדרו החדש במטרה לספק חשמל ומים להשקיה. הקטע ממקורות הנהר ועד סכר דון פדרו הוכרז ב-1984 כנהר פראי ונופי. מיד מתחת לסכר דון פדרו נמצא סכר נוסף סכר לה גראנג' (La Grange Dam) שבו מוטים כמחצית ממי הנהר לתעלות טרלוק (Turlock Canal) ומודסטו מיין (Modesto Main Canal) שנועדו להשקות שטח 810 קילומטרים רבועים בעמק המרכזי של קליפורניה.
לאחר שהטואולומי עוזב את מרגלות ההרים הוא זורם בערך 80 קילומטרים מערבה לאורך העמק המרכזי ועד לשפך לנהר סן חואקין, תוך כדי חציית היישובים ווטרפורד (Waterford), יוסון (Hughson), אמפייר (Empire), סרס (Ceres) ומודסטו. בחלקו התחתון הטואולומי הוא נהר רחב הזורם לאיטו כשהוא יורד מגובה של 70 מטרים מעל פני הים מבסיס סכר לה גראנג' ועד השפך בגובה 8 מטרים. כביש מדינתי 99 ומסילת סאותרן חוצים את הנהר במודסטו, ונמל התעופה של מודסטו שוכן בסמוך לנהר מרחק קצר במעלה הזרם. היובל דרי קריק (Dry Creek) נשפך לטואולומי מצפון בין שדה התעופה למסילת הרכבת. הנהרות טואולומי וסן חואקין נפגשים בשמורת חיות הבר הנהר סן חואקין (San Joaquin River National Wildlife Refuge), כ-3 קילומטרים צפונית לגרייסון (Grayson) במחוז סטניסלאוס (
ספיקה.
הטואולומי הוא הנהר הגדול ביותר המנקז את דרום רכס סיירה על פי נפח המים, כשהספיקה המקורית הממוצעת שלו מוערכת ב-2.82 מיליארד מטרים מעוקבים לשנה, בממוצע מעל ל-72 מטרים מעוקבים בשנייה. בסמוך לשפך הנהר הספיקה השנתית הגדולה שנמדדה הייתה ב-1983, 4.92 מיליארד מטרים מעוקבים, או 156.3 מטרים מעוקבים בשנייה, והספיקה השנתית הנמוכה ביותר נמדדה ב-1977, 165 מיליון מטרים מעוקבים או 5.2 מטרים מעוקבים בשנייה, יחס של 1 ל-30. אף שמרבית הזרם בנהר מקורו בהפשרת השלגים בקיץ, יכולים להתחולל שיטפונות כבדים כתוצאה מסופות בחורף. הזרימה הטבעית של הטואולומי בשפך מצומצמת מאוד בשל הטיית המים עבור מערכת השתייה של סן פרנסיסקו ממאגר הץ' הצ'י ותעלות ההשקיה של חברות המים מודסטו וטרלוק.
הסקר הגאולוגי של ארצות הברית מפעיל, או הפעיל, כמה תחנות מדידה לאורך הנהר טואולומי. במצב הנוכחי מגיעה הזרימה השנתית הממוצעת של הנהר לשיאה בקטע הקצר שבין סכר דון פדרו וסכר לה גראנג',כ-80 קילומטרים מעל לשפך, לפני התחלת מפעלי ההטיה הגדולים. תחנת מדידה של הסקר הגאולוגי של ארצות הברית תיעדה במקום זה ספיקה שנתית ממוצעת של 66.3 מטרים מעוקבים בשנייה בין ל-1911 ו-1970, כשהספיקה המקסימלית הייתה 1,710 מטרים מעוקבים בשנייה ב-31 בינואר 1911, וממוצע מינימלי חודשי של 1.63 מטרים מעוקבים בשנייה באוקטובר 1912. במהלך השיטפון הגדול של 1862 הגיע הנהר לשיא משוער של 3,700 מטרים מעוקבים בשנייה, לאחר שירדו 1,800 מילימטרים של גשם באגן הנהר טואולומי בין 11 בנובמבר 1861 ו-14 בינואר 1862 כפי שנמדד בסונורה. תחנת המדידה טרם פעלה בתקופה זו.
רחוק יותר במורד הזרם, בתחנת המדידה של הסקר הגאולוגי במודסטו, כ-15 קילומטרים מהשפך, נמדדה ספיקה שנתית ממוצעת של 37.5 מטרים מעוקבים בשנייה בין 1940 ל-2013. שיא הספיקה היה 1,600 מטרים מעוקבים בשנייה ב-9 בדצמבר 1950, והספיקה היומית הנמוכה ביותר הייתה 1.6 מטרים מעוקבים בשנייה ב-6 באוגוסט 1977.
אגן הניקוז.
גאוגרפיה פיזית.
את אגן הניקוז של הנהר טואולומי אפשר לחלק לשלושה אזורים פיזיוגרפיים נבדלים. ממקורותיו ועד מתחת למאגר הץ' הצ'י, הנהר מנקז את הרמות של רכס הסיירה, המאופיינות בסלע אם גרניטי מוצק שגולף על ידי קרחונים, שכבת קרקע דקה ענייה ואזורים מיוערים בצפיפות. מרבית השלג המזין את הטואולומי מצטבר באזור זה. שיפוע הפלגים הוא לרוב חד, מימיהם צלולים וקרקעיתם סלעית, אבל כרי דשא אלפיניים מאפשרים בית גידול של צמחיית גדות וביצות, התורמים משקעים לנגר מאגן הניקוז. בנוסף יש בחלקו העליון של אגן הניקוז מספר רב של אגמים ואגמים קרחונים. על רכס סיירה קיימים מספר קרחונים, כולל קרחון לייל וקרחון מקלור (Maclure Glacier), הגדולים ביותר בפארק הלאומי יוסמיטי. הקרח הנמס מזין את חלקו העליון ביותר של הנהר טואולומי, ושומר על זרימת מים בשלהי הקיץ כאשר נחלים אחרים מתייבשים. קרחון לייל הוא הקרחון השני בגודלו ברכס סיירה נבדה אחרי קרחון פאליסייד (Palisade Glacier), המקור לנהר ביג פיין קריק (Big Pine Creek), יובל של הנהר אוונס. הן קרחון לייל והן קרחון מקלור התכווצו משמעותית משלהי המאה ה-19 כאשר נעשו המדידות הראשונות.
בין מאגר הץ' הצ'י לקצה העליון של אגם דון פדרו הנהר זורם למרגלות רכס הסיירה, שיפוע הנהר נמוך יותר, אבל הזרם עדיין מהיר. יש הרבה יותר בריכות בנהר ושרטוני חצץ המאפשרים בית גידול של צמחיית גדות. כשהנהר מגיע לאגם דון פדרו הוא צבר 90% מסך כל המים הזורמים בו כנגר עילי, מי הפשרת שלגים ומי תהום. מעבר לסכר דון פדרו הנהר זורם לאורך מישור סחף של עמק סן חואקין, שנוצר לאורך מיליוני שנים משקיעת סחף מרכס הסיירה. בהיסטוריה היה חלק זה של הנהר נתון לשינויי מסלול תכופים ויצר אלפי דונמים של ביצות עונתיות במהלך שיטפונות האביב. מאז שהוכנסה לאזור חקלאות בקנה מידה נרחב הפך מסלול הנהר לקבוע בתוך מערכת סוללות נרחבת. מעל ל-1,200 קילומטרים רבועים בעמק סן חואקין מושקים במי הטואולומי.
כ-1,730 קילומטרים רבועים, או 34% מאגן הניקוז של הנהר טואולומי שוכנים בתחומי הפארק הלאומי יוסמיטי. הנהרות שאגני הניקוז שלהם גובלים באגן הניקוז של הטואולומי הם: בצפון, סטניסלאוס (Stanislaus) ווסט ווקר (West Walker), בדרום, מרסד (Merced), בצפון-מזרח, איסט ווקר (East Walker), במזרח, אגן אגם מונו, הנהרות מיל קריק (Mill Creek), לי וינינינג קריק (Lee Vining Creek) וראש קריק (Rush Creek) ובדרום-מזרח מקורותיו של הנהר סן חואקין.
יובלים.
היובלים הראשיים של הטואולומי ונתונים רלוונטיים מוצגים בטבלה דלהלן. סדר השורות הוא מהמקור אל השפך.
שימוש בקרקע.