2008年美國環境保護署（United States Environment Protection Agency，USEPA）在《2008綠色基礎設施行動策略》中將GI定義為“利用和模仿自然的進程來滲透、通過植物或蒸騰作用重新讓水返回環境或者是在暴雨、地表徑流等產生的地方重新利用它們”。至此，GI將作為“基礎設施”的本意解釋，即一系列結合自然系統和工程系統的產品、技術和措施，突出模仿自然水系統過程，從而達到改善環境質量和提供公共設施服務的目的，它應該和其他城市基礎設施一樣，能夠引導城市發展⑥。塞巴斯蒂安·莫法特（Sebastian Moffatt）編寫了加拿大《城市綠色基礎設施導則》（A Guide to Green Infrastructure for Canadian Municipalities）；沃姆斯利（Walmsley）結合美國新澤西州的案例，提出了綠色基礎設施的5個設計標準。
2011年，美國城市綠色基礎設施總體規劃（NYC Green Infrastructure Plan-NYC and NYCDEP 2011）在城市雨水徑流方面提出了新的綠色基礎設施的概念，并提出了傳統基礎設施和綠色基礎設施之間關系及如何有效銜接。其初衷是由于現代城市擴張迅速，大量土地由林地、農地等自然、半自然類型轉變為建設開發用地，自然空間的大面積消失和破碎化，綠地空間的生態服務功能嚴重退化，使原本以郊野和自然區域為基質、以城市為斑塊的格局出現了關系反轉。而應對這一轉變的途徑是將破碎的綠地斑塊通過廊道連接成為可持續發展所依賴的“基礎設施”。
2011年，紐約市政府發布了2030年紐約城市的新規劃（Greener Greater New York），對城市雨洪管理體系進行了分類，其中2項目標與城市水資源的管理相關：其一是將用于休閑娛樂的景觀水體比例由48%提升至90%；其二是提升城市社區、自然系統和基礎設施的抗災能力，推廣綠色基礎設施和雨水管理設施，并實施灰色基礎設施的升級（抵御10年一遇標準降雨的目標），如擴建管網或者修建控制合流溢流（CSO）污染的控制設施，以達到灰色基礎設施和綠色基礎設施的耦合⑦。
低影響開發（Low Impact Development, LID）。20世紀90年代，基于BMPs最佳管理措施的理論和技術，美國馬里蘭州的喬治王子縣（Prince George's County）及西北地區的西雅圖（Seattle）和波特蘭（Portland）共同提出了新的雨水管理、控制和利用技術綜合體系⑧，即低影響開發，一種以模擬自然排水方式為核心的雨洪管理技術⑨。2000年，美國國會修訂了《清潔法案》，并對城市雨水污染的評價與監測、雨水資源管理和雨水徑流污染控制的技術體系，以及合流制排水系統和雨水處理技術等作了規定，其中就包括雨污分流系統、合流制儲存設施和實施低影響開發技術，以減少暴雨徑流流入排水系統等灰色基礎設施的負荷。LID措施有效補充了BMPs體系并在一定程度上彌補了BMPs體系的缺陷。LID作為一種場地設計策略和城市土地保護及發展戰略，是一種基于微觀尺度控制措施發展而來的雨水管理技術，其原理是通過分散性的、均勻分布的、小規模的基礎設施對雨水徑流進行源頭控制，并通過滲透、過濾、存儲、蒸發及徑流截取等設計技術，實現對暴雨徑流及污染的控制，緩解或修復開發所造成的難以避免的水文擾動，最大程度地降低土地開發對城市水文條件和生態環境的影響。2003年，美國西雅圖市的高點社區（High Point，面積約53hm2）開始了為期6年的重建工程，引入了低影響開發LID的多項措施，以自然開放式的排水系統（NDS, Natural Drainage System）的設計手法使具有高人口密度的城市居住空間在人居、休憩、環境改善、徑流控制和雨水利用等多個方面取得了良好的平衡，獲得2007年美國城市土地學會ULI全球卓越獎。
水敏感性城市設計（Water Sensitive Urban Design, WSUD）。20世紀末，澳大利亞政府及管理機構提出了水敏感性城市設計的理念，并先后于2000年和2007年召開以“水敏性城市設計”為主題的城市發展會議。水敏感性城市設計是澳大利亞對傳統城市開發措施的改進，其強調通過城市規劃和設計的綜合分析來減少城市建設對自然水循環的負面影響，并保護水生生態系統的健康穩定，旨在城市開發設計過程中控制和管理開發后的水體循環，以保護水環境的自然狀態及可持續發展，同時將雨洪作為一種資源加以利用，實現城市防洪、雨水污染控制、雨水資源利用、水環境生態保護、城市景觀綜合效益提升等。
WSUD體系將城市水循環視為一個有機的整體，力圖實現雨洪管理、飲用水供應和污水管理的一體化。該體系認為城市的灰色基礎設施和建筑形式應當與場地的自然特征相一致，并將自然降雨和城市污水視為一種可以利用的資源。其關鍵性的原則包括：1）保護現有的自然特征和生態環境；2）維持集水區的自然水文條件；3）保護地表和地下水水質；4）降低供水管網系統和雨水管網的負荷；5）減少排放到自然環境中的污水；6）將雨水和污水的收集、凈化、利用與風景園林相結合，以提升美學、社會、文化和生態價值。
