Sachverhalt: A. A._ leitet in Muolen einen Landwirtschaftsbetrieb mit einer landwirtschaftlichen Nutzfläche von rund 27 ha und einem Tierbesatz von rund 83 Grossvieheinheiten. Der Betrieb befindet sich in der Landwirtschaftszone. Gemäss Gewässerschutzkarte liegt er im übrigen Bereich. 120 bis 150 m vom Hauptstall entfernt verläuft ein Bach. B. Am 21. Juli 2010 stellte A._ ein Baugesuch betreffend "Abbruch/Neubau Remise, Erweiterung Ställe". Am 27. September 2010 reichte er den Plan "Aufstellung Kälberiglu" nach. Danach sind auf der Wiese vor der Milchkammer drei Reihen bzw. Standorte für jeweils neun Kälber-Iglus vorgesehen, die im Rotationssystem ein Mal im Jahr benutzt werden sollen. Ein vierter Iglu-Standort ist als Reservestandort eingezeichnet. Das Bauvorhaben wurde von der Gemeinde Muolen am 25. August 2010 und vom kantonalen Amt für Raumentwicklung und Geoinformation (AREG) am 5. November 2010 bewilligt. Das Amt für Umwelt und Energie (AFU) stimmte dem Vorhaben am 2. November 2010 aus gewässerschutzrechtlicher Sicht unter verschiedenen Auflagen zu. Unter anderem verlangte es, dass Stallungen einen flüssigkeitsdichten Boden aufweisen müssten und so abzusichern seien, dass weder Gülle noch durch die Tierhaltung bedingtes Abwasser ins Erdreich dringe, und Laufhöfe mit befestigtem, dichtem Boden in den Güllenbehälter entwässert werden. C. Am 19. August 2011 führte das AFU eine gewässerschutztechnische Beurteilung durch. Mit Verfügung vom 1. September 2011 stellte es fest, dass die Kälber-Iglus den heutigen Anforderungen nicht entsprechen, weil sie auf einer Wiese stehen und es an einem flüssigkeitsdichten Boden und an einer korrekten Platzentwässerung fehle. Es setzte A._ Frist bis 30. September 2012 zur Sanierung der Kälber-Iglu-Anlage bzw. für allenfalls notwendige bauliche Massnahmen und verfügte, dass das im Liege- und Auslaufbereich der Iglus anfallende Abwasser vollständig in die Güllegrube eingeleitet werden müsse. D. Am 13. September 2011 erhob A._ gegen die Verfügung des AFU vom 1. September 2011 Rekurs beim Baudepartement. Dieses führte einen Augenschein durch und wies den Rekurs am 28. Juni 2012 ab. Die dagegen erhobene Beschwerde an das Verwaltungsgericht des Kantons St. Gallen blieb erfolglos. E. Gegen das verwaltungsgerichtliche Urteil vom 3. Dezember 2013 hat A._ am 3. Februar 2014 Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten erhoben, vertreten durch Agriexpert (Schweizer Bauernverband). Er beantragt, das angefochtene Urteil sei aufzuheben; eventualiter sei die Sache an die Vorinstanz zurückzuweisen mit der Verpflichtung, die Angelegenheit neu zu überprüfen bzw. ein unparteiisches Fachgutachten in Auftrag zu geben. F. Das Baudepartement und das Verwaltungsgericht schliessen auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) kommt in seiner Vernehmlassung zum Ergebnis, dass der kantonalen Vollzugsbehörde bei der Auswahl der erforderlichen Schutzmassnahmen ein Ermessensspielraum zustehe, der vorliegend nicht überschritten worden sei. G. Mit Verfügung vom 28. Februar 2014 wurde der Beschwerde die aufschiebende Wirkung zuerkannt. H. Am 8. September 2014 beauftragte der Instruktionsrichter Dr. Christian Stamm, Umweltchemie, EAWAG, und Prof. Dr. Rainer Schulin, Bodenschutz, ETHZ, (im Folgenden: die Experten) mit der Erstellung eines Gutachtens zu folgenden Fragen: 1. Kann die vom Beschwerdeführer bisher praktizierte Nutzung von neun Kälber-Iglus auf Wiesland zu einer Verunreinigung der Gewässer führen? Wie wahrscheinlich ist dies aufgrund der konkreten örtlichen Verhältnisse? 2. Mit welchen anderen Massnahmen (als die Versiegelung des Bodens und die Ableitung des Abwassers in die Güllegrube) könnte einer Gewässerverunreinigung vorgebeugt werden? Wie liesse sich die Einhaltung dieser Massnahmen kontrollieren? Am 4. März 2015 reichten die Experten das Gutachten ein. Den Parteien wurde Gelegenheit gegeben, sich dazu zu äussern. Die Experten nahmen am 4. Mai 2015 zu den Eingaben Stellung.