2008年美国环境保护署（United States Environment Protection Agency，USEPA）在《2008绿色基础设施行动策略》中将GI定义为“利用和模仿自然的进程来渗透、通过植物或蒸腾作用重新让水返回环境或者是在暴雨、地表径流等产生的地方重新利用它们”。至此，GI将作为“基础设施”的本意解释，即一系列结合自然系统和工程系统的产品、技术和措施，突出模仿自然水系统过程，从而达到改善环境质量和提供公共设施服务的目的，它应该和其他城市基础设施一样，能够引导城市发展⑥。塞巴斯蒂安·莫法特（Sebastian Moffatt）编写了加拿大《城市绿色基础设施导则》（A Guide to Green Infrastructure for Canadian Municipalities）；沃姆斯利（Walmsley）结合美国新泽西州的案例，提出了绿色基础设施的5个设计标准。
2011年，美国城市绿色基础设施总体规划（NYC Green Infrastructure Plan-NYC and NYCDEP 2011）在城市雨水径流方面提出了新的绿色基础设施的概念，并提出了传统基础设施和绿色基础设施之间关系及如何有效衔接。其初衷是由于现代城市扩张迅速，大量土地由林地、农地等自然、半自然类型转变为建设开发用地，自然空间的大面积消失和破碎化，绿地空间的生态服务功能严重退化，使原本以郊野和自然区域为基质、以城市为斑块的格局出现了关系反转。而应对这一转变的途径是将破碎的绿地斑块通过廊道连接成为可持续发展所依赖的“基础设施”。
2011年，纽约市政府发布了2030年纽约城市的新规划（Greener Greater New York），对城市雨洪管理体系进行了分类，其中2项目标与城市水资源的管理相关：其一是将用于休闲娱乐的景观水体比例由48%提升至90%；其二是提升城市社区、自然系统和基础设施的抗灾能力，推广绿色基础设施和雨水管理设施，并实施灰色基础设施的升级（抵御10年一遇标准降雨的目标），如扩建管网或者修建控制合流溢流（CSO）污染的控制设施，以达到灰色基础设施和绿色基础设施的耦合⑦。
低影响开发（Low Impact Development, LID）。20世纪90年代，基于BMPs最佳管理措施的理论和技术，美国马里兰州的乔治王子县（Prince George's County）及西北地区的西雅图（Seattle）和波特兰（Portland）共同提出了新的雨水管理、控制和利用技术综合体系⑧，即低影响开发，一种以模拟自然排水方式为核心的雨洪管理技术⑨。2000年，美国国会修订了《清洁法案》，并对城市雨水污染的评价与监测、雨水资源管理和雨水径流污染控制的技术体系，以及合流制排水系统和雨水处理技术等作了规定，其中就包括雨污分流系统、合流制储存设施和实施低影响开发技术，以减少暴雨径流流入排水系统等灰色基础设施的负荷。LID措施有效补充了BMPs体系并在一定程度上弥补了BMPs体系的缺陷。LID作为一种场地设计策略和城市土地保护及发展战略，是一种基于微观尺度控制措施发展而来的雨水管理技术，其原理是通过分散性的、均匀分布的、小规模的基础设施对雨水径流进行源头控制，并通过渗透、过滤、存储、蒸发及径流截取等设计技术，实现对暴雨径流及污染的控制，缓解或修复开发所造成的难以避免的水文扰动，最大程度地降低土地开发对城市水文条件和生态环境的影响。2003年，美国西雅图市的高点社区（High Point，面积约53hm2）开始了为期6年的重建工程，引入了低影响开发LID的多项措施，以自然开放式的排水系统（NDS, Natural Drainage System）的设计手法使具有高人口密度的城市居住空间在人居、休憩、环境改善、径流控制和雨水利用等多个方面取得了良好的平衡，获得2007年美国城市土地学会ULI全球卓越奖。
水敏感性城市设计（Water Sensitive Urban Design, WSUD）。20世纪末，澳大利亚政府及管理机构提出了水敏感性城市设计的理念，并先后于2000年和2007年召开以“水敏性城市设计”为主题的城市发展会议。水敏感性城市设计是澳大利亚对传统城市开发措施的改进，其强调通过城市规划和设计的综合分析来减少城市建设对自然水循环的负面影响，并保护水生生态系统的健康稳定，旨在城市开发设计过程中控制和管理开发后的水体循环，以保护水环境的自然状态及可持续发展，同时将雨洪作为一种资源加以利用，实现城市防洪、雨水污染控制、雨水资源利用、水环境生态保护、城市景观综合效益提升等。
WSUD体系将城市水循环视为一个有机的整体，力图实现雨洪管理、饮用水供应和污水管理的一体化。该体系认为城市的灰色基础设施和建筑形式应当与场地的自然特征相一致，并将自然降雨和城市污水视为一种可以利用的资源。其关键性的原则包括：1）保护现有的自然特征和生态环境；2）维持集水区的自然水文条件；3）保护地表和地下水水质；4）降低供水管网系统和雨水管网的负荷；5）减少排放到自然环境中的污水；6）将雨水和污水的收集、净化、利用与风景园林相结合，以提升美学、社会、文化和生态价值。
