טואולומי (נהר)
אגן הניקוז > 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.