STONE en KRW-ECHO: twee water modellen, één wateropgave – maar een fundamenteel andere rol. Hoe zit het nu?

Disclaimer: De informatie op Stikstofinfo.net over het waterdossier en de Kaderrichtlijn Water (KRW) is opgesteld met de grootst mogelijke zorg. Stikstofinfo.net bevindt zich echter nog in een verdiepingsfase binnen dit domein. Derhalve kan niet worden gegarandeerd dat alle weergegeven informatie volledig of actueel is. Gebruik van de inhoud geschiedt op eigen verantwoordelijkheid.

In discussies over waterkwaliteit, landbouw en de Kaderrichtlijn Water (KRW) duiken steeds dezelfde modelnamen op. Twee daarvan zijn STONE en KRW-ECHO. Ze worden regelmatig door elkaar gehaald, alsof het concurrerende modellen zijn die hetzelfde proberen te doen. Dat is onjuist. STONE en KRW-ECHO vervullen een andere rol in de kennis- en beleidsketen, hanteren een andere schaal en beantwoorden wezenlijk andere vragen. Wie die verschillen niet scherp ziet, loopt het risico verkeerde conclusies te trekken over bronnen, oorzaken en oplossingsrichtingen voor waterkwaliteitsproblemen.

Twee verschillende vragen

Het belangrijkste onderscheid tussen STONE en KRW-ECHO zit niet in rekenkracht of complexiteit, maar in de vraagstelling.

STONE is ontwikkeld om te beantwoorden: hoeveel stikstof en fosfor verlaat het landbouwsysteem en komt in bodem, grondwater en oppervlaktewater terecht? Het model richt zich op emissies en uitspoeling, primair vanuit de landbouw.

KRW-ECHO daarentegen beantwoordt een andere vraag: welke bronnen verklaren de gemeten waterkwaliteit in een concreet waterlichaam, en wat betekent dat voor het halen van KRW-doelen? Het model staat dus dichter bij de waarneming en bij de juridische KRW-toetsing.

Dat verschil bepaalt vrijwel alles wat volgt.

STONE: emissiemodel voor landbouw en bodem

STONE, oorspronkelijk ontwikkeld binnen Wageningen en later breed toegepast in nationale beleidsanalyses, is een geïntegreerd nutriëntenmodel. Het beschrijft de keten van mestproductie, gewasopname, ammoniakverliezen, mineralisatie, denitrificatie en uitspoeling. Het model werkt landelijk dekkend en gebruikt een fijnmazige indeling in bodemtypen, gewassen, grondwaterstanden en managementvormen.

De kernoutput van STONE is geen waterkwaliteit, maar vracht: kilogrammen stikstof en fosfor die het landbouwsysteem verlaten richting water. Daarmee is STONE bij uitstek geschikt voor beleidsvragen over mestbeleid, gebruiksnormen, of langjarige trends in landbouwemissies. Het is ook precies daarom dat STONE vaak wordt gebruikt als invoer of referentie in nationale analyses.

STONE is sterk procesmatig, maar ook abstract. Het model rekent met gemiddelde aannames per combinatie van bodem, gewas en beheer. Lokale hydrologische bijzonderheden, specifieke peilbeheerregimes of afwijkende retentie in watergangen worden niet expliciet gemodelleerd. STONE zegt dus veel over potentiële belasting, maar weinig over de feitelijke toestand van een individueel waterlichaam.

KRW-ECHO: bronnenanalyse vanuit de waterkwaliteit

KRW-ECHO is geen klassiek “één model”, maar een methodiek voor bronnen- en herkomstanalyse in het kader van de KRW. De methode is ontwikkeld en toegepast door Wageningen Environmental Research, veelal in opdracht van waterschappen en provincies.

Het vertrekpunt van KRW-ECHO is niet de emissie, maar de gemeten waterkwaliteit. Vanuit concentraties en vrachten in een waterlichaam wordt teruggeredeneerd welke bronnen daarvoor verantwoordelijk kunnen zijn. Daarbij worden meerdere informatiebronnen gecombineerd: meetdata, debieten, RWZI-lozingen, achtergrondbelasting, retentieprocessen en – waar passend – modeluitvoer zoals die van STONE.

KRW-ECHO is daarmee expliciet een diagnose-instrument. Het probeert te verklaren waarom een waterlichaam een bepaalde toestand heeft, en welk deel van de opgave beïnvloedbaar is door lokale of regionale maatregelen. Dat maakt het model bijzonder relevant voor gebiedsprocessen en maatwerk, maar minder geschikt voor landelijke trendanalyses.

Overeenkomst en verschil in één oogopslag

Aspect	STONE	KRW-ECHO
Primaire vraag	Hoeveel nutriënten verlaten het landbouwsysteem?	Welke bronnen verklaren de waterkwaliteit?
Startpunt	Landgebruik en landbouwpraktijk	Gemeten waterkwaliteit
Type model	Proces- en emissiemodel	Bronnenanalyse / diagnostische methodiek
Output	Emissies en uitspoeling (kg N/P)	Bronnenbijdragen per waterlichaam
Schaal	Landelijk en regionaal	Waterlichaamspecifiek
Beleidsrol	Emissie-inzicht, mestbeleid	KRW-doelen, gebiedsmaatregelen

Deze tabel laat zien dat STONE en KRW-ECHO niet elkaars alternatief zijn, maar elkaars aanvulling.

De relatie tussen beide modellen

In de praktijk worden STONE en KRW-ECHO vaak achter elkaar gebruikt. STONE levert dan een inschatting van de potentiële landbouwbelasting in een gebied, die binnen KRW-ECHO wordt geconfronteerd met metingen en met andere bronnen zoals RWZI’s, historische belasting of natuurlijke achtergrond.

Conceptueel ziet die keten er als volgt uit:

STONE beschrijft wat er het systeem in theorie uitgaat, KRW-ECHO analyseert wat er in werkelijkheid in het water zit.

Dat verschil is essentieel. Een hoge STONE-belasting betekent niet automatisch dat een waterlichaam in slechte toestand is, en omgekeerd kan een slechte waterkwaliteit niet altijd worden verklaard door actuele landbouwemissies. Retentie, hydrologie, nalatenschap uit het verleden en externe aanvoer spelen vaak een dominante rol.

Bestuurlijke betekenis

Het verschil tussen beide modellen is niet alleen technisch, maar ook bestuurlijk relevant. STONE wordt vaak gebruikt in nationale beleidsdocumenten en onderliggende emissieregistraties. Het model draagt daarmee impliciet gewicht in discussies over landbouwbeleid.

KRW-ECHO daarentegen wordt ingezet door waterschappen en provincies om hun KRW-opgave te onderbouwen. Juist omdat het model waterlichaamspecifiek is en expliciet rekening houdt met meetdata, is het beter geschikt om te bepalen waar maatregelen zinvol zijn en waar niet.

Dat leidt soms tot spanning. Landelijke modellen suggereren dan een grote landbouwopgave, terwijl regionale bronnenanalyses laten zien dat lokale beïnvloedbaarheid beperkt is. Die spanning is geen fout in het systeem, maar een gevolg van het feit dat beide modellen verschillende vragen beantwoorden.

Transparantie en beperkingen

Geen van beide modellen is open source. Zowel STONE als KRW-ECHO zijn via rapportages navolgbaar, maar niet vrij beschikbaar als downloadbare software. Dat vraagt om zorgvuldigheid in gebruik. Modellen zijn geen waarheid, maar hulpmiddelen om complexiteit te ordenen.

STONE is sterk in consistentie en procesbeschrijving, maar zwak in lokale specificiteit. KRW-ECHO is sterk in gebiedskennis en interpretatie, maar minder geschikt voor landelijke vergelijkingen. Wie dat niet erkent, gebruikt modellen buiten hun geldigheidsdomein.

Waarom dit onderscheid ertoe doet

In het stikstof- en waterdebat wordt vaak gesproken over “wat het model zegt”. De werkelijkheid is dat verschillende modellen iets heel anders zeggen, omdat ze iets heel anders proberen te beantwoorden. STONE zegt iets over landbouwemissies. KRW-ECHO zegt iets over waterkwaliteit en KRW-doelbereik.

Voor goed beleid is het noodzakelijk die rollen uit elkaar te houden. Emissiebeleid zonder zicht op waterkwaliteit leidt tot inefficiënte maatregelen. Waterkwaliteitsdoelen zonder begrip van bronprocessen leiden tot onhaalbare verwachtingen.

De kracht zit niet in het kiezen van het “beste” model, maar in het correct combineren van beide. Alleen dan ontstaat een beeld dat zowel technisch verdedigbaar als bestuurlijk bruikbaar is.