Hall työskenteli Kalifornian osavaltion insinöörinä Sacramento-laakson vesivaroitus- ja tulvavalvontajärjestelmän parissa. Hallin tutkimukset Kalifornian hydrologiasta kestivät vuodesta 1878 vuoteen 1883. Hänen henkilökuntansa asensi laajan virtausmittausjärjestelmän joidenkin Kalifornian jokien varrelle. Hän oli myös keskeisessä asemassa suunnitellessaan hankkeita, joiden avulla San Francisco hankki riittäviä vesivaroja Tuolumne-joen läntisestä vesistöstä. Vuoden 1906 maanjäristyksen jälkeen
San Francisco pystyi turvaamaan oikeudet veteen, ja se tulvi Hetch Hetchyn laakson.