البنية التحتية الخضراء

يمكن تسخير الطبيعة لتقديم خدمات بالغة الأهمية للمجتمعات ، من خلال حمايتها من الفيضانات أو الحرارة المفرطة، أو المساعدة في تحسين جودة الهواء والتربة والمياه . وعندما يُسخّر الإنسان الطبيعة ويستخدمها كنظام بنية تحتية، يُطلق عليها اسم "البنية التحتية الخضراء". ^{[ 8 ]} وتتخذ العديد من هذه الجهود المراعي نموذجًا لها ، حيث تمنع التربة الماصة جريان المياه السطحية ، وتُرشّح النباتات الملوثات. ^{[ 9 ]} وتوجد البنية التحتية الخضراء على جميع المستويات، وغالبًا ما ترتبط بأنظمة إدارة مياه الأمطار الخضراء ، التي تتسم بالذكاء والفعالية من حيث التكلفة. ^{[ 10 ]} ومع ذلك، تعمل البنية التحتية الخضراء كمكون تكميلي لمفاهيم أخرى ذات صلة، وتوفر في نهاية المطاف إطارًا بيئيًا للصحة الاجتماعية والاقتصادية والبيئية للمناطق المحيطة. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يشير مصطلح "البنية التحتية الزرقاء" إلى البنية التحتية الحضرية المتعلقة بالمياه. وترتبط هذه البنية عادةً بالبنية التحتية الخضراء في البيئات الحضرية، ويُشار إليها مجتمعةً باسم "البنية التحتية الزرقاء والخضراء". قد توجد الأنهار والجداول والبرك والبحيرات كمعالم طبيعية داخل المدن، أو تُضاف إلى البيئة الحضرية كجزء من تصميمها. كما قد تستفيد المشاريع الحضرية الساحلية من المعالم الموجودة مسبقًا على طول الساحل، والتي تُوظف تحديدًا في تصميمها. وغالبًا ما تُضاف الموانئ والأرصفة البحرية وغيرها من امتدادات البيئة الحضرية للاستفادة من المزايا المرتبطة بالبيئة البحرية. ويمكن للبنية التحتية الزرقاء أن تدعم تنوعًا بيولوجيًا مائيًا فريدًا في المناطق الحضرية، بما في ذلك الحشرات المائية، ^{[ 13 ]} والبرمائيات، ^{[ 14 ]} والطيور المائية. ^{[ 15 ]} وقد يكون هناك فوائد مشتركة كبيرة لصحة ورفاهية السكان الذين يتمتعون بإمكانية الوصول إلى المساحات الزرقاء في السياق الحضري. ^{[ 16 ] [ 17 ]} ويُشار أيضًا إلى البنية التحتية الزرقاء المتاحة في المناطق الحضرية باسم " المساحات الزرقاء" .

تُعدّ الحدائق الأدبية الصينية مثالاً على المروج المستدامة التي أبرزت الجمال الطبيعي في المناطق السكنية. ^{[ 33 ]} صُممت هذه الحدائق، التي يعود تاريخها إلى عهد أسرة شانغ (1600-1046 قبل الميلاد)، للسماح لأنواع النباتات المحلية بالنمو في بيئتها الطبيعية والظهور بمظهر طبيعي لم يمسه الإنسان. وقد أدى ذلك إلى خلق ملاذات بيئية داخل المدينة. ^{[ 34 ]}

كانت اليونان من أوائل الدول التي تبنت مفهوم البنية التحتية الخضراء مع ابتكارها للأغورا اليونانية . كانت الأغورا مساحات مخصصة للاجتماعات والحوارات الاجتماعية، تتيح لليونانيين التحدث علنًا. وقد شُيِّدت العديد منها في أنحاء اليونان، ودمج بعضها الطبيعة كعنصر تصميمي، مما منح الطبيعة مساحة بين الأماكن العامة. ^{[ 35 ]}

يُعدّ المرج بيئة حضرية شائعة، ويتكون من عشب قصير وأحيانًا نباتات عشبية. ^{[ 36 ]} في حين أن المروج الاصطناعية الحديثة ارتبطت بتأثير بيئي سلبي، كانت المروج في الماضي أكثر استدامة، إذ عززت التنوع البيولوجي ونمو النباتات المحلية. وتؤثر هذه المروج التاريخية على تصميم المروج اليوم لخلق "مروج بديلة" أكثر استدامة. ^{[ 34 ]}

في أوروبا في العصور الوسطى، كانت المروج الغنية بالزهور والنباتات العشبية، والمعروفة باسم "مروج الزهور"، مثالًا جيدًا على المروج المستدامة. ^{[ 34 ]} ومنذ ذلك الحين، استُخدمت هذه الفكرة. في العصر الإدواردي، ساهمت المروج المليئة بالزعتر ، التي جذبت أزهارها الحشرات والملقحات ، في خلق التنوع البيولوجي. ^{[ 37 ]} وفي القرن العشرين، ظهر نوع جديد من هذه المروج، وهو "المروج المطلية"، في إنجلترا، ويهدف إلى تحقيق الجمال وإدارة مياه الأمطار. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

خلال ذروة عصر النهضة، أصبحت المساحات العامة أكثر شيوعًا في المدن والبنية التحتية الجديدة. وقد تم اختيار هذه المساحات بعناية، وغالبًا ما كانت عبارة عن حدائق ومتنزهات حضرية ليتمكن الناس من التحدث والاسترخاء فيها. ^{[ 35 ]} وإلى جانب الاستخدامات الاجتماعية، استُخدمت الحدائق والمتنزهات الحضرية لتحسين المظهر الجمالي للبيئة الحضرية التي توجد فيها. ^{[ 35 ]} كما كان للمساحات الحضرية استخدامات بيئية لتوفير الهواء النقي والحد من الاحتباس الحراري. ^{[ 35 ]}

يمكن تتبع البنية التحتية الخضراء في المجتمعات الأوروبية إلى القرن السابع عشر، بدءًا من فرنسا. ^{[ 40 ]} استغلت فرنسا وجود الطبيعة لتوفير تنظيم اجتماعي ومكاني لمدنها. ^{[ 41 ]} في الأصل، استُخدمت الطبيعة في المدن لتوفير مساحات اجتماعية للتفاعل، وزُرعت النباتات في هذه المساحات لتوفير الغذاء بالقرب من السكان. ^{[ 41 ]} في هذه الفترة، استُخدمت المساحات المفتوحة الواسعة لتوفير بيئة هادئة تُضفي على المدن طابعًا من الرقي والسكينة. ^{[ 42 ]} استخدمت النخب الفرنسية هذه المساحات لإضفاء جمال منازل الريف على منازلهم الحضرية الجديدة، في استعراضٍ للقوة وإظهارٍ مُبهر للثروة. ^{[ 42 ]} نفّذ الفرنسيون أنواعًا عديدة من البنية التحتية خلال القرن السابع عشر، والتي تضمنت دمج الطبيعة بشكل أو بآخر. ومن الأمثلة الأخرى استخدام المتنزهات التي لجأت إليها النخب الفرنسية هربًا من ظروف المعيشة غير الصحية في المدن، وتجنبًا للأماكن العامة القذرة المتاحة لعامة الناس. كانت هذه المناطق عبارة عن حدائق غنّاء تضمّ تشكيلة واسعة من النباتات والأشجار التي حافظت على نقاء الهواء للأثرياء، ومكّنتهم من الاسترخاء بعيدًا عن عامة الشعب الفرنسي. ^{[ 42 ]} ويضيف ماتيس: "أُنشئت أولى الممرات [أو المتنزهات] في العاصمة بتحريض من ماري دي ميديشي : ممر أرسنال (1604)، وعلى رأسها ممر كور لا رين (1616)، الذي يبلغ طوله 1300 متر، وتصطف على جانبيه أشجار الدردار، ويمتد على طول نهر السين، من حديقة التويلري إلى مرتفعات شايو"، مما رسّخ استخدام الطبيعة كرمز للسلطة والإنجاز بين العائلة المالكة الفرنسية وعامة الشعب في ذلك الوقت. ^{[ 42 ]}

كان الحفاظ على المساحات الخضراء في المدن وجعلها في صدارة أولويات مخططي المدن في فرنسا. وكثيراً ما دمجوا عناصر تصميمية تمزج بين التخطيط الحضري والطبيعة، مما أدى إلى علاقة أظهرت كيف نما الفرنسيون جنباً إلى جنب مع الطبيعة، وغالباً ما جعلوها جانباً أساسياً من جوانب توسعهم. ^{[ 42 ]}

في فرنسا خلال القرن الثامن عشر، كان بإمكان المواطنين طلب هدم أسوار المدينة القديمة والمتداعية لإفساح المجال أمام حدائق جديدة ومساحات خضراء وممرات مشاة. ^{[ 42 ]} وقد أدى ذلك إلى فتح مناطق جديدة في المدينة، ودمج المساحات الخضراء في المناطق التي هُدمت فيها الأسوار. إلى جانب ذلك، زُيّن مبنى البلدية ومركز المدينة بزخارف بديعة من أنواع مختلفة من النباتات والأشجار، ولا سيما الأنواع النادرة والفريدة التي جُلبت من بلدان أخرى. ويضيف ماتيس قائلاً: "ترتبط حديقة على الطراز الفرنسي بمبنى البلدية لإضفاء مزيد من الروعة على منظره"، مما يُظهر استخدام النباتات كوسيلة لإبهار وتجميل المدن الفرنسية. ^{[ 42 ]}

في عام ١٨٤٧، لفت خطابٌ ألقاه جورج بيركنز مارش الانتباه إلى الآثار السلبية للأنشطة البشرية، مثل إزالة الغابات. وفي وقت لاحق، كتب مارش كتابه "الإنسان والطبيعة" عام ١٨٦٤، مستندًا إلى فكرته حول الحفاظ على الغابات. ^{[ ٤٣ ]} وفي نفس الفترة تقريبًا، ناقش هنري ديفيد ثورو في كتابه "والدن" عام ١٨٥٤، الحفاظ على الطبيعة، وطبّق هذه الأفكار على التخطيط الحضري، قائلًا: "أعتقد أن كل مدينة يجب أن تضم حديقة"، وأكد على "أهمية الحفاظ على بعض أجزاء الطبيعة نفسها دون المساس بها". ^{[ ٤٤ ]} وقد وافق فريدريك لو أولمستيد ، مهندس المناظر الطبيعية، على هذه الأفكار، وخطط للعديد من الحدائق، ومناطق الأراضي المحمية، والطرق ذات المناظر الخلابة، وفي عام ١٨٨٧، أنشأ " القلادة الزمردية" في بوسطن . والقلادة الزمردية عبارة عن نظام من الحدائق العامة المتصلة بشبكة من الطرق، وتُعد موطنًا لأنواع متنوعة من الحياة البرية ، وتوفر فوائد بيئية، مثل الحماية من الفيضانات وتخزين المياه. ^{[ ٤٣ ]}

في أوروبا، قاد إبينزر هوارد حركة المدن الحدائقية لتحقيق التوازن بين التنمية والطبيعة. وقد خطط لأحزمة خضراء زراعية وشوارع واسعة متفرعة محاطة بالأشجار والشجيرات في مدينة فيكتوريا بإنجلترا. وكان من بين مفاهيم هوارد "الجمع بين المدينة والريف" لتعزيز العلاقات المستدامة بين المجتمع البشري والطبيعة من خلال تخطيط المدن الحدائقية. ^{[ 45 ]}

ازداد انخراط الحكومة الأمريكية في مجال الحفاظ على البيئة وحماية الأراضي في أواخر القرن التاسع عشر. وقد تجلى ذلك في تشريع عام 1864 للحفاظ على وادي يوسيميتي كمتنزه عام في كاليفورنيا، وبعد ثماني سنوات، أول متنزه وطني في الولايات المتحدة. ^{[ 43 ]}

كان هدف العديد من رواد الصناعة في القرن التاسع عشر هو تحسين جودة حياة العمال من خلال توفير مرافق صحية عالية الجودة وأنشطة خارجية، مما كان من شأنه أن يزيد من إنتاجية القوى العاملة. وقد استمرت هذه الأفكار في القرن العشرين، حيث ظهرت جهود في مجال البنية التحتية الخضراء في المناطق الصناعية، وتنسيق الحدائق المتكامل، والحدائق المنزلية. ^{[ 46 ]}

تسببت شركة أناكوندا لتعدين النحاس في أضرار بيئية في مونتانا، لكن مصفاة في غريت فولز أدركت هذا الأثر واستغلت الأرض المحيطة لإنشاء مساحة خضراء مفتوحة تُستخدم أيضًا للترفيه. تضمنت هذه الواحة الطبيعية ملعب غولف، وأحواض زهور، ومناطق للتنزه، وبركة زنابق، وممرات للمشاة. ^{[ 46 ]}

الغابات الحضرية هي غابات تقع داخل المدن، وتُعدّ عنصرًا هامًا في أنظمة البنية التحتية الخضراء الحضرية. تستخدم هذه الغابات أنواعًا مناسبة من الأشجار والنباتات، بدلًا من الأنواع الضارة والغازية، مما يقلل الحاجة إلى الصيانة والري. ^{[ 53 ]} إضافةً إلى ذلك، تُضفي الأنواع المحلية قيمة جمالية مع خفض التكاليف. كما ينبغي مراعاة تنوّع أنواع النباتات عند تصميم الغابات الحضرية لتجنّب الزراعة الأحادية ؛ مما يجعلها أكثر استدامة ومقاومة للآفات وغيرها من الأضرار. ^{[ 53 ]}

فوائد

• استخدام الطاقة : وفقًا لدراسة أجراها مختبر لورانس بيركلي الوطني ومنطقة ساكرامنتو للمرافق البلدية، وُجد أن زراعة أشجار الظل في مواقع استراتيجية حول المنازل يمكن أن توفر ما يصل إلى 47% من الطاقة اللازمة للتدفئة والتبريد. ^{[ 53 ]}
• تخفيف ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية : وُجد أن درجة حرارة الهواء القصوى في البساتين الشجرية أقل من تلك الموجودة في المناطق المفتوحة الخالية من الأشجار. ^{[ 53 ]} ويعود ذلك إلى العمليات الرئيسية للتبريد التبخيري الناتج عن النتح، واعتراض الإشعاع بفعل تأثير التظليل الذي توفره المظلات الشجرية، وزيادة خشونة سطح المدينة لتعزيز كفاءة التبريد بالحمل الحراري. ^{[ 12 ]}
• إدارة المياه : تساعد الغابات الحضرية في إدارة مياه المدينة عن طريق تحويل مياه الأمطار من قنوات الصرف. إذ تعترض الأشجار كميات كبيرة من مياه الأمطار التي تسقط عليها. ^{[ 53 ]}
• قيم العقارات: استجابةً للطلب المتقلب من السكان الراغبين في زيادة المساحات الخضراء الحضرية، يمكن أن تؤدي زيادة الغطاء النباتي، مثل الأشجار، داخل المناطق الحضرية إلى زيادة قيمة العقارات المحيطة بها. ^{[ 54 ]}
• الصحة العامة : يمكن للمساحات الخضراء الحضرية أن تُحسّن الصحة النفسية والرفاهية. ^{[ 53 ] [ 55 ]} يُؤثر إنشاء الغابات الحضرية على الصحة العامة بطرقٍ عديدة. تتشكل الجزر الحرارية الحضرية نتيجة تكثف الحرارة بسبب المواد والبنية التحتية المستخدمة في المناطق الحضرية، مما قد يُؤثر سلبًا على صحة الإنسان. تُوفر الغابات الحضرية هياكل تظليل طبيعية بتكلفة أقل بكثير من هياكل التظليل الاصطناعية، كما تُساهم في الحد من الآثار الصحية السلبية لارتفاع درجات الحرارة العالمية. ^{[ 56 ]} إضافةً إلى مُواجهة الآثار السلبية للبنية التحتية التي صنعها الإنسان، تتمتع البنية التحتية الخضراء بالقدرة على تعزيز النظم البيئية القائمة وجعلها أكثر استقرارًا، وهو ما تم تطبيقه تاريخيًا في الزراعة اليابانية التقليدية. ^{[ 57 ]} يُمكن للبنية التحتية الخضراء في المناطق الحضرية أن تُساعد في استعادة وتعزيز مرونة النظام البيئي في مواجهة الاضطرابات والكوارث الطبيعية التي تُعطل حياة السكان. ^{[ 58 ]} يُؤدي إنشاء غابات حضرية جديدة في المناطق الحضرية القائمة إلى خلق فرص عمل جديدة لا تتطلب مستوى تعليميًا عاليًا، مما يُمكن أن يُقلل من البطالة بين الطبقة العاملة، وهو ما يُفيد المجتمع. ^{[ 59 ]} علاوة على ذلك، تساعد البنية التحتية الخضراء الدول على تطبيق مبادئ إعلان ريو لعام 1992 بشأن البيئة والتنمية، والذي صُمم للتخفيف من العواقب الاجتماعية والاقتصادية للتدهور البيئي. ^{[ 60 ]}

الأراضي الرطبة المُنشأة هي أراضٍ رطبة من صنع الإنسان ، تعمل كنظام ترشيح بيولوجي. تحتوي هذه الأراضي على نباتات الأراضي الرطبة، وتُبنى في الغالب على المرتفعات والسهول الفيضية . يُبنى هذا النوع من الأراضي الرطبة لتجنب الاتصال بالأراضي الرطبة الطبيعية والموارد المائية الأخرى أو إلحاق الضرر بها. يوجد نوعان رئيسيان من الأراضي الرطبة المُنشأة: نظام التدفق تحت السطحي ونظام سطح الماء الحر. يُمكن للتخطيط والتشغيل السليمين أن يُساعدا في تجنب الأضرار المُحتملة التي قد تلحق بالأراضي الرطبة، والتي قد تنجم عن تغيير النظام الهيدرولوجي الطبيعي وإدخال أنواع غازية. ^{[ 61 ]}

فوائد

• كفاءة استخدام المياه : تسعى الأراضي الرطبة المُصممة إلى محاكاة النظم البيئية للأراضي الرطبة الطبيعية. تُبنى هذه الأراضي لتحسين كفاءة استخدام المياه وجودتها، كما تُهيئ موائل للحياة البرية من خلال الاستفادة من العمليات الطبيعية للنباتات والتربة والكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بها . في هذا النوع من الأراضي الرطبة، تستطيع النباتات احتجاز أجزاء من المواد الصلبة العالقة وإبطاء تدفق المياه، بينما تقوم الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش هناك بمعالجة بعض الملوثات الأخرى. ^{[ 61 ]}
• فعّالة من حيث التكلفة : تتميز الأراضي الرطبة بانخفاض تكاليف التشغيل والصيانة، كما أنها تُسهم في تنظيم مستويات المياه المتقلبة. ومن الناحية الجمالية، تُضفي الأراضي الرطبة المُنشأة لمسةً خضراء على البيئة المحيطة بها، وتُساعد أيضاً في الحد من الروائح الكريهة لمياه الصرف الصحي. ^{[ 61 ] [ 62 ]}

تُحسّن الأسطح الخضراء جودة الهواء والماء، وتُقلّل في الوقت نفسه من تكلفة الطاقة. وقد ارتبط تطبيق هذه الأسطح في بعض المناطق بزيادة البياض، مما يُوفّر درجات حرارة أكثر برودة، وبالتالي استهلاكًا أقل للطاقة. ^{[ 63 ]} تُوفّر النباتات والتربة مساحات خضراء إضافية وعزلًا حراريًا على الأسطح. كما تُساعد الأسطح الخضراء والزرقاء في الحدّ من جريان مياه الأمطار في المدن عن طريق الاحتفاظ بها، مما يُوفّر حلًا مُحتملًا لإدارة مياه الأمطار في المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية. ^{[ 64 ]} وتتمثّل الفائدة الاجتماعية للأسطح الخضراء في إمكانية زراعة المحاصيل على أسطح المنازل لسكانها. ^{[ 42 ]}

تساهم الأسطح الخضراء أيضاً في امتصاص مياه الأمطار والحد من تلوث الكربون. إذ يُمكن تخزين ما بين 40 و80 بالمئة من إجمالي كمية مياه الأمطار المتساقطة عليها. ^{[ 65 ]} كما أن تدفق المياه من هذه الأسطح يكون بطيئاً، مما يقلل من كمية الجريان السطحي المتدفق إلى مستجمعات المياه دفعة واحدة.

تُعدّ الأسطح الزرقاء ، رغم أنها لا تُصنّف تقنياً ضمن البنية التحتية الخضراء، وسيلةً لتجميع مياه الأمطار وتخزينها، مما يُقلّل من تدفقها إلى شبكات الصرف الصحي. وتستخدم هذه الأسطح أحواضاً لتجميع مياه الأمطار قبل تصريفها إلى المجاري المائية وشبكات الصرف الصحي بمعدل مُتحكّم به. وإلى جانب توفير الطاقة عن طريق خفض تكاليف التبريد، تُساهم الأسطح الزرقاء أيضاً في الحدّ من ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية عند استخدامها مع مواد تسقيف عاكسة.

تُعدّ حدائق المطر شكلاً من أشكال إدارة مياه الأمطار باستخدام تقنية تجميع المياه. وهي عبارة عن مناطق منخفضة ضحلة في الأرض، تُزرع بالشجيرات والنباتات التي تُستخدم لتجميع مياه الأمطار من الأسطح أو الأرصفة، مما يسمح لها بالتسرب ببطء إلى باطن الأرض.

لا يُعدّ العشب المنتشر في كل مكان حلاً للسيطرة على جريان المياه السطحية، لذا يلزم إيجاد بديل للحدّ من جريان المياه السطحية الأولية (شديدة السمية) في المناطق الحضرية والضواحي، ولإبطاء تدفق المياه لتسهيل تسربها إلى باطن الأرض. في المنازل، يمكن تقليل جريان المياه السطحية بنسبة 30% باستخدام حدائق المطر في فناء المنزل. ويُعتبر الحد الأدنى لمساحة هذه الحدائق 150 قدمًا مربعًا، ويتراوح عادةً بين 300 و150 قدمًا مربعًا للمنازل الخاصة. تتراوح تكلفة القدم المربع الواحد بين 5 و25 دولارًا أمريكيًا، وذلك حسب نوع النباتات المستخدمة وانحدار الأرض. وتُعدّ الأشجار والشجيرات والنباتات المعمرة المحلية في الأراضي الرطبة والمناطق النهرية الأكثر فائدة في تنقية مياه الجريان السطحي من السموم. ^{[ 66 ] [ 67 ]}

تجمع أحواض تصريف مياه الأمطار مياه الأمطار في منخفضات مغطاة بالنباتات بهدف تقليل جريان المياه إلى شبكات الصرف الصحي، والحد من التعرية، وترشيح مياه الأمطار، ومنع الفيضانات. ^{[ 68 ]} وتتضمن التصاميم الحديثة استخدام نباتات أكثر كثافة بدلاً من الأعشاب المقصوصة، مما يوفر حلاً أكثر استدامة بمزايا واضحة. وتتميز هذه التصاميم الحديثة، التي يُشار إليها غالبًا باسم أحواض الاحتفاظ الحيوي، بقدرتها الفائقة على تقليل المواد العضوية والملوثات وامتصاص الرواسب. ^{[ 69 ]} وتُعد أحواض تصريف مياه الأمطار عنصرًا هامًا في مفهوم المدينة الإسفنجية لإدارة الفيضانات.

يُعد فصل أنابيب تصريف مياه الأمطار أحد أشكال البنية التحتية الخضراء التي تفصل أنابيب تصريف مياه الأمطار عن شبكة الصرف الصحي، وتُعيد توجيه مياه الأمطار المتدفقة من الأسطح إلى أسطح نفاذة. ^{[ 29 ]} ويمكن استخدامه لتخزين مياه الأمطار أو السماح لها بالتسرب إلى باطن الأرض. ويُعدّ فصل أنابيب تصريف مياه الأمطار مفيدًا بشكل خاص في المدن ذات شبكات الصرف الصحي المختلطة. فمع هطول كميات كبيرة من الأمطار، قد تُرسل أنابيب تصريف مياه الأمطار في المباني ما يصل إلى 12 جالونًا من الماء في الدقيقة إلى شبكة الصرف الصحي، مما يزيد من خطر انسداد الأقبية وطفح المجاري. وفي محاولة لتقليل كمية مياه الأمطار التي تدخل شبكات الصرف الصحي المختلطة، عدّلت جهات مثل منطقة ميلووكي الحضرية للصرف الصحي اللوائح التي تُلزم بفصل أنابيب تصريف مياه الأمطار في المناطق السكنية. ^{[ 70 ]}

تُعدّ المصارف الحيوية أنظمةً لتصريف مياه الأمطار، تُوفّر بديلاً لشبكات الصرف الصحي التقليدية . وكما هو الحال في الحدائق المطرية، تُشكّل المصارف الحيوية قنواتٍ مُغطّاة بالنباتات أو النشارة، تُوضع عادةً في مساحاتٍ طويلةٍ وضيقةٍ في المناطق الحضرية. تمتصّ هذه المصارف مياه الأمطار الغزيرة أو تنقلها إلى شبكات الصرف الصحي أو مباشرةً إلى المسطحات المائية السطحية. ^{[ 71 ]} تعمل المصارف الحيوية المُغطّاة بالنباتات على ترشيح مياه الأمطار، وإبطاء جريانها، وتصفية مياهها، وهو ما يُعدّ مفيدًا للغاية على طول الشوارع ومواقف السيارات. ^{[ 29 ]}

تعمل مؤسسة "ذا ترست فور بابليك لاند" بالشراكة مع وكالة إعادة تطوير المجتمع التابعة لمدينة لوس أنجلوس، ومكتب الصرف الصحي، ومركز المدن المستدامة بجامعة جنوب كاليفورنيا ، ومدرسة جيفرسون الثانوية، على تحويل 900 ميل من الأزقة القائمة في المدينة إلى أزقة خضراء. ^{[ 72 ]} وتقوم الفكرة على إعادة تصميم الأزقة القائمة لتعكس المزيد من الضوء للتخفيف من تأثير الجزر الحرارية، وتجميع مياه الأمطار، وجعل المساحة جميلة وقابلة للاستخدام من قبل المجتمعات المجاورة. ^{[ 72 ]} وقد وفر أول زقاق، الذي اكتمل في عام 2015، أكثر من 750,000 جالون في عامه الأول. ^{[ 73 ]} وستوفر الأزقة الخضراء مساحة مفتوحة بالإضافة إلى هذه الفوائد البيئية، محولةً المساحات التي كانت تُعتبر غير آمنة، أو تُستخدم لإلقاء النفايات، إلى ملعب وممر للمشي وركوب الدراجات. ^{[ 74 ]}

أنجزت مؤسسة "ذا ترست فور بابليك لاند" 183 ساحة مدرسية خضراء في مختلف أحياء مدينة نيويورك الخمسة. ^{[ 75 ]} يتم تحويل ساحات المدارس الإسفلتية القائمة إلى أماكن أكثر حيوية وإثارة، مع دمج بنية تحتية لتجميع مياه الأمطار وتخزينها: حديقة مطرية، وبراميل لتجميع مياه الأمطار ، وبساتين أشجار ذات أرصفة نفاذة، وملعب صناعي ذو قاعدة عشبية. ^{[ 76 ]} يشارك الأطفال في عملية التصميم، مما يعزز لديهم الشعور بالملكية ويشجعهم على الاهتمام بساحة مدرستهم بشكل أفضل. ^{[ 76 ]} وقد شجع النجاح الذي حققته نيويورك مدنًا أخرى مثل فيلادلفيا وأوكلاند على تحويل ساحات مدارسها إلى ساحات خضراء. ^{[ 77 ] [ 78 ]}

التنمية منخفضة التأثير (المعروفة أيضًا بالبنية التحتية الخضراء لإدارة مياه الأمطار) هي أنظمة وممارسات تستخدم أو تحاكي العمليات الطبيعية التي تؤدي إلى تسرب مياه الأمطار أو تبخرها أو استخدامها، وذلك لحماية جودة المياه والموائل المائية المرتبطة بها. تهدف ممارسات التنمية منخفضة التأثير إلى الحفاظ على المساحات الخضراء واستعادتها وإنشائها باستخدام التربة والنباتات وتقنيات تجميع مياه الأمطار. وهو نهج لتطوير الأراضي (أو إعادة تطويرها) يتناغم مع الطبيعة لإدارة مياه الأمطار بالقرب من مصدرها قدر الإمكان. ^{[ 18 ]} تدمج العديد من أدوات التنمية منخفضة التأثير الغطاء النباتي أو التربة الموجودة لتقليل الجريان السطحي والسماح لمياه الأمطار بالدخول في دورة المياه الطبيعية . ^{[ 79 ]}

في المملكة المتحدة، يُعترف على نحو متزايد بتخطيط البنية التحتية الخضراء كنهج قيّم للتخطيط المكاني ، ويُلاحظ الآن في وثائق واستراتيجيات التخطيط والسياسات الوطنية والإقليمية والمحلية ، على سبيل المثال في منطقة ميلتون كينز ومنطقة النمو في جنوب ميدلاندز . ^{[ 84 ]}

في عام 2009، نشرت هيئة "ناتشورال إنجلاند" إرشادات حول تخطيط البنية التحتية الخضراء . ^{[ 85 ]} تُبرز هذه الإرشادات أهمية البنية التحتية الخضراء في "صياغة المكان"، أي في التعرف على طابع موقع معين والحفاظ عليه، لا سيما عند التخطيط لمشاريع تطوير جديدة. ^{[ 86 ]}

في شمال غرب إنجلترا، تضمنت الاستراتيجية المكانية الإقليمية السابقة سياسةً محددةً للبنية التحتية الخضراء (EM3 - البنية التحتية الخضراء)، بالإضافة إلى إشارات أخرى إلى هذا المفهوم في سياسات أخرى لتطوير استخدام الأراضي (مثل DP6). ^{[ 87 ]} وقد حظيت هذه السياسة بدعم دليل البنية التحتية الخضراء في شمال غرب إنجلترا. ^{[ 88 ]} ويُقدّم مركز أبحاث البنية التحتية الخضراء (GrITT) الدعم لتطوير السياسات في المنطقة، كما يُدير الموقع الإلكتروني الذي يُعدّ بمثابة مستودع للمعلومات المتعلقة بالبنية التحتية الخضراء. ^{[ 89 ]}

دعم برنامج الاقتصاد الطبيعي في شمال غرب إنجلترا عدداً من المشاريع التي كلفت بها مؤسسة "ميرسي فورست" لتطوير قاعدة بيانات الأدلة المتعلقة بالبنية التحتية الخضراء في المنطقة. وقد تم على وجه الخصوص إجراء دراسات حول القيمة الاقتصادية للبنية التحتية الخضراء، والصلة بين البنية التحتية التقليدية والخضراء، بالإضافة إلى تحديد المناطق التي قد تلعب فيها البنية التحتية الخضراء دوراً حاسماً في المساعدة على التغلب على مشكلات مثل مخاطر الفيضانات أو تلوث الهواء.

في مارس 2011، تم إطلاق نموذج أولي لمجموعة أدوات تقييم البنية التحتية الخضراء ^{[ 90 ]} . تتوفر هذه المجموعة بموجب ترخيص المشاع الإبداعي، وتوفر مجموعة من الأدوات التي تُتيح التقييم الاقتصادي لمشاريع البنية التحتية الخضراء. وقد تم تجربة هذه المجموعة في عدد من المجالات والاستراتيجيات، بما في ذلك استراتيجية ليفربول للبنية التحتية الخضراء. ^{[ 91 ]}

في عام ٢٠١٢، نشرت هيئة لندن الكبرى "التوجيه التخطيطي التكميلي لشبكة لندن الخضراء الشاملة" (ALGG SPG)، الذي يقترح شبكة متكاملة من المساحات الخضراء والمفتوحة، بالإضافة إلى شبكة "الشريط الأزرق" للأنهار والممرات المائية. ويهدف هذا التوجيه إلى تعزيز مفهوم البنية التحتية الخضراء، وزيادة تنفيذها من قبل البلديات والمطورين والمجتمعات المحلية، بما يعود بالنفع على مجالات مثل النقل المستدام، وإدارة الفيضانات، والحياة الصحية، والنهوض الاقتصادي والاجتماعي الذي تدعمه هذه المجالات. ^{[ ٩٢ ]}

يتم الترويج للبنية التحتية الخضراء باعتبارها استجابة فعالة وكفؤة لتغير المناخ المتوقع. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

قد تشمل البنية التحتية الخضراء أهداف التنوع الجيولوجي . ^{[ 95 ]}

تهدف برامج البنية التحتية الخضراء التي تديرها وكالة حماية البيئة الأمريكية والمنظمات الشريكة إلى تحسين جودة المياه بشكل عام من خلال إدارة أكثر شمولاً لمياه الأمطار المتدفقة. ومن المتوقع أن تُخفف هذه الممارسات الضغط على البنية التحتية التقليدية لتصريف المياه - شبكات الصرف الصحي لمياه الأمطار وشبكات الصرف الصحي المختلطة - والتي عادةً ما تكون عبارة عن شبكات واسعة من الأنابيب تحت الأرض و/أو قنوات المياه السطحية في المدن والبلدات والمناطق الضواحي الأمريكية. ومن المتوقع أن تُسهم الإدارة المُحسّنة لمياه الأمطار في تقليل تكرار فيضانات شبكات الصرف الصحي المختلطة وشبكات الصرف الصحي العامة ، والحد من آثار الفيضانات الحضرية ، وتوفير فوائد بيئية أخرى. ^{[ 96 ] [ 97 ]}

على الرغم من أن البنية التحتية الخضراء لم تصبح بعد ممارسة شائعة، ^{[ 98 ]} فقد بدأت العديد من المدن الأمريكية بتطبيقها امتثالاً لمتطلبات تصاريح نظام الصرف الصحي البلدي (MS4). وتقوم المدن بذلك من خلال إنشاء برامج تحفيزية للبنية التحتية الخضراء وتنسيق الحدائق، مصممة لتشجيع عمليات التحديث أو تبني مشاريع جديدة على الممتلكات الخاصة. ^{[ 99 ]} يوجد ما يقارب 555 برنامجًا تحفيزيًا في جميع أنحاء الولايات المتحدة. ^{[ 100 ]} على سبيل المثال، قامت مدينة فيلادلفيا بتنفيذ أو دعم مجموعة متنوعة من مشاريع التحديث في أحياء مختلفة من المدينة. وتشمل التحسينات المنفذة ما يلي:

• أرصفة نفاذة للماء في الحدائق وملاعب كرة السلة ومواقف السيارات
• حدائق المطر وأنظمة الاحتفاظ البيولوجي في المدارس وغيرها من المرافق العامة
• الأراضي الرطبة المُنشأة لإدارة جريان مياه الأمطار.

تساهم بعض هذه المرافق في تقليل حجم مياه الجريان السطحي التي تدخل إلى نظام الصرف الصحي المشترك القديم في المدينة، وبالتالي تقليل مدى فيضانات النظام أثناء العواصف المطرية. ^{[ 101 ]}

ومن الأمثلة الأمريكية الأخرى برنامج "غرين برينت" الذي أطلقته ولاية ماريلاند . يُعدّ "غرين برينت ماريلاند" أول خريطة إلكترونية في البلاد تُظهر الأهمية البيئية النسبية لكل قطعة أرض في الولاية. يجمع البرنامج بين الخرائط المرمزة بالألوان، وطبقات المعلومات، والصور الجوية ، مع الانفتاح والشفافية للجمهور، ويُطبّق أفضل ما توصلت إليه العلوم البيئية ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) في العمل العاجل للحفاظ على الأراضي ذات الأهمية البيئية البالغة وحمايتها. إنه أداة جديدة قيّمة، ليس فقط لاتخاذ قرارات الحفاظ على الأراضي اليوم، بل لبناء توافق عام أوسع وأكثر استنارة بشأن قرارات النمو المستدام والحفاظ على الأراضي في المستقبل. أُنشئ البرنامج عام 2001 بهدف "الحفاظ على شبكة واسعة مترابطة من الأراضي الحيوية لحماية الموارد الطبيعية للولاية على المدى الطويل، بالتنسيق مع مبادرات النمو الذكي الأخرى". ^{[ 102 ] [ 103 ]}

في أبريل 2011، أعلنت وكالة حماية البيئة الأمريكية عن الأجندة الاستراتيجية لحماية المياه وبناء مجتمعات أكثر ملاءمة للعيش من خلال البنية التحتية الخضراء ، واختيار أول عشرة مجتمعات لتكون شركاء في البنية التحتية الخضراء. ^{[ 104 ] [ 105 ]} والمجتمعات المختارة هي: أوستن، تكساس؛ تشيلسي، ماساتشوستس؛ منطقة الصرف الصحي الإقليمية لشمال شرق أوهايو (كليفلاند، أوهايو)؛ مدينة ومقاطعة دنفر، كولورادو؛ جاكسونفيل، فلوريدا؛ كانساس سيتي، ميسوري؛ لوس أنجلوس، كاليفورنيا؛ بويالوب، واشنطن؛ مقاطعة أونونداغا ومدينة سيراكيوز، نيويورك؛ وواشنطن العاصمة. ^{[ 106 ]}

كما تعمل الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ (FEMA) على تشجيع البنية التحتية الخضراء كوسيلة لإدارة الفيضانات الحضرية (المعروفة أيضًا بالفيضانات المحلية). ^{[ 107 ]}

منذ عام ٢٠٠٩، نشرت هيئة المرافق العامة في سنغافورة نسختين من إرشادات تصميم المياه النظيفة والجميلة والنشطة (ABC). تتضمن النسخة الأحدث (٢٠١١) اعتبارات التخطيط والتصميم للتكامل الشامل بين المصارف والقنوات والخزانات والبيئة المحيطة. وتشجع هيئة المرافق العامة مختلف الجهات المعنية - من ملاك الأراضي والمطورين العقاريين - على دمج عناصر تصميم المياه النظيفة والجميلة والنشطة في مشاريعهم، كما تشجع المجتمع على الاستفادة من هذه البنى التحتية لأغراض ترفيهية وتعليمية.

تشمل الفوائد الرئيسية الموضحة في مفهوم ABC Waters ما يلي:

• معالجة مياه الأمطار المتدفقة بالقرب من مصدرها بشكل طبيعي، دون استخدام المواد الكيميائية من خلال استخدام النباتات ووسائط التربة، بحيث يتم تصريف مياه أنظف في المجاري المائية وفي النهاية إلى خزاناتنا.
• تعزيز التنوع البيولوجي وجماليات الموقع.
• تقريب الناس من الماء، وإنشاء مساحات ترفيهية ومجتمعية جديدة ليستمتع بها الناس. ^{[ 108 ]}

استعرضت ورقة بحثية صدرت عام 2012 عن معهد التنمية الخارجية الأدلة المتعلقة بالآثار الاقتصادية للبنية التحتية الخضراء في الدول الهشة.

بلغت تكاليف الإنشاء الأولية للبنية التحتية الخضراء ما يصل إلى 8% أعلى من تكاليف مشاريع البنية التحتية غير الخضراء. ولم تستغل الدول الهشة التمويل المناخي بشكل كافٍ لاستثماراتها في البنية التحتية الخضراء، وقد تعيق مشكلات الحوكمة قدرتها على الاستفادة الكاملة من هذا التمويل. ^{[ 109 ]}

تتطلب استثمارات البنية التحتية الخضراء مشاركة حكومية قوية، فضلاً عن قدرات وإمكانيات مؤسسية قد لا تمتلكها الدول الهشة. وتشمل فوائد الحد من الفقر المحتملة تحسين غلة المحاصيل الزراعية وزيادة معدلات كهربة الريف ، وهي فوائد يمكن نقلها إلى قطاعات أخرى من الاقتصاد غير مرتبطة مباشرة باستثمارات البنية التحتية الخضراء. ^{[ 109 ]}

رغم وجود أمثلة على استثمارات البنية التحتية الخضراء التي تُسهم في خلق فرص عمل جديدة في عدد من القطاعات، إلا أنه من غير الواضح ما هي مزايا فرص العمل مقارنةً باستثمارات البنية التحتية التقليدية. كما أن تهيئة ظروف السوق المناسبة (مثل قوانين العمل أو الطلب على الطاقة) ضرورية لتحقيق أقصى استفادة من فرص خلق فرص العمل.

هناك عوامل قد لا تستغلها الحكومات الهشة التي تفتقر إلى القدرة على ذلك استغلالاً كاملاً. وتتمتع استثمارات البنية التحتية الخضراء بعدد من الفوائد الجانبية، بما في ذلك تعزيز أمن الطاقة وتحسين النتائج الصحية، في حين يُعدّ الحدّ المحتمل من تعرّض الدولة للآثار السلبية لتغير المناخ، بلا شك، أهمّ فائدة جانبية لمثل هذه الاستثمارات في سياق الدول الهشة. ^{[ 109 ]}

توجد بعض الأدلة على أن خيارات البنية التحتية الخضراء تُؤخذ في الاعتبار أثناء تقييم المشاريع . ويحدث التفاعل في الغالب في المشاريع المصممة خصيصًا بأهداف بيئية، ولذلك لا توجد بيانات تُظهر عملية صنع القرار التي تؤدي إلى التحول نحو أي بديل بيئي. كما أن المقارنات بين النوعين من حيث التكاليف والفوائد المشتركة وفوائد الحد من الفقر أو فوائد خلق فرص العمل غير واضحة. ^{[ 110 ]}

يجري حاليًا تطوير معيار دولي للبنية التحتية الخضراء: SuRe - معيار البنية التحتية المستدامة والمرنة، وهو معيار عالمي طوعي يدمج معايير أساسية للاستدامة والمرونة في تطوير البنية التحتية وتحديثها. ^{[ 4 ]} وقد طُوّر SuRe من قِبل مؤسسة البنية التحتية العالمية السويسرية بازل وبنك ناتيكس الفرنسي كجزء من عملية تشاركية متعددة الأطراف، وسيتوافق مع إرشادات ISEAL . ^{[ 111 ]} كما طوّرت المؤسسة أداة SuRe SmartScan، وهي نسخة مبسطة من معيار SuRe، تُستخدم كأداة تقييم ذاتي لمطوري مشاريع البنية التحتية. توفر هذه الأداة تحليلًا شاملًا وفعالًا من حيث الوقت لمختلف المواضيع التي يغطيها معيار SuRe، مما يوفر أساسًا متينًا للمشاريع التي تخطط للحصول على شهادة معيار SuRe في المستقبل. عند الانتهاء من SmartScan، يتلقى مطورو المشاريع تقييمًا على شكل مخطط عنكبوتي، يُشير إلى أداء مشروعهم في مختلف المواضيع ويقارن الأداء مع مشاريع أخرى تم تقييمها باستخدام SmartScan. ^{[ 112 ]}

يُعدّ موقع بكين الأولمبي مثالاً بارزاً على تطبيق مبادئ البنية التحتية الخضراء على نطاق واسع. فقد طُوّر الموقع في البداية لدورة الألعاب الأولمبية الصيفية لعام 2008، واستُخدم أيضاً لدورة الألعاب الأولمبية الشتوية لعام 2022. ويغطي الموقع مساحة شاسعة من الأراضي البور التي أُعيد تطويرها في القطاع الشمالي من المدينة، بين الطريقين الدائريين الرابع والخامس. وتتمثل السمة المركزية للبنية التحتية الخضراء في الموقع الأولمبي في "النهر ذي الشكل التنيني"، وهو عبارة عن مجمع من أحواض تجميع المياه والأراضي الرطبة التي تغطي أكثر من نصف مليون متر مربع، وقد صُممت لتبدو من الجو كالتنين الصيني التقليدي.

إضافة إلى الإشارة إلى الثقافة الصينية، فإن النظام قادر على تقليل أحمال المغذيات بشكل كبير من المياه الواردة، والتي يتم توفيرها من محطة إعادة تدوير مياه الصرف الصحي القريبة. ^{[ 113 ]}

ادعى المزارعون أن فيضانات أراضيهم الزراعية ناجمة عن التوسع العمراني في الضواحي الواقعة أعلى مجرى النهر. وقد نتجت الفيضانات عن تدفق مياه الأمطار المتدفقة عبر وادٍ غير منفذ إلى مصارف مياه الأمطار، والتي تدفقت دون معالجة أو امتصاص إلى أراضيهم الزراعية في اتجاه مجرى النهر. وقد مُنح المزارعون تعويضات مالية لم يُكشف عن قيمتها، تُقدر بعشرات الملايين. وتقوم المجتمعات السكنية منخفضة الكثافة والمُعبّدة بكثافة بتحويل مياه الأمطار من الأسطح والأنابيب غير المنفذة إلى مجرى النهر بسرعات أعلى بكثير من معدلاتها قبل التوسع العمراني. ولا تقتصر أضرار هذه الممارسات على البيئة فحسب، بل إنها مكلفة وغير فعالة في صيانتها. واستجابةً لذلك، اختارت مدينة ساري تطبيق استراتيجية البنية التحتية الخضراء، واختارت موقعًا مساحته 250 هكتارًا يُسمى إيست كلايتون كمشروع تجريبي. وقد ساهم هذا النهج في تقليل تدفق مياه الأمطار باتجاه مجرى النهر، وسمح بتسرب مياه الأمطار إلى مكان أقرب، إن لم يكن عند نقطة منشئها. ونتيجةً لذلك، أصبح نظام تصريف مياه الأمطار في إيست كلايتون قادرًا على استيعاب بوصة واحدة من الأمطار يوميًا، وهو ما يُمثل 90% من الأمطار السنوية. ساهم دمج البنية التحتية الخضراء في مدينة ساري، بمقاطعة كولومبيا البريطانية، في خلق بيئة مستدامة تقلل من جريان المياه السطحية وتوفر حوالي 12000 دولار لكل أسرة. ^{[ 8 ]}

يقع موقع مصنع نيا كروكسلات السابق بين جبل وجدول مائي. وقد صممت شركة رامبول الدنماركية للهندسة مفهومًا لإبطاء وتوجيه مياه الأمطار في المنطقة باستخدام أساليب متنوعة، كالنباتات المدمجة مع البرك والجداول وحفر امتصاص المياه، بالإضافة إلى مناطق مناخية خضراء وزرقاء زجاجية تحيط بالمباني، تعمل على تأخير وتنقية مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي . يوفر هذا المفهوم التصميمي بيئة حضرية متعددة الوظائف وغنية، لا تقتصر على الحلول التقنية للمباني الموفرة للطاقة فحسب، بل تشمل أيضًا تطبيق البنية التحتية الخضراء والزرقاء وخدمات النظام البيئي في المنطقة الحضرية. ^{[ 28 ]}

منذ عام ١٩٩١، أصدرت مدينة زيورخ قانونًا ينص على وجوب تغطية جميع الأسطح المستوية (باستثناء الأسطح المستخدمة كشرفات) بالنباتات. تشمل المزايا الرئيسية لهذه السياسة زيادة التنوع البيولوجي، وتخزين مياه الأمطار وتأخير تصريفها، والتعويض عن التغيرات المناخية الدقيقة (درجات الحرارة القصوى، وتوازن الإشعاع، وكفاءة التبخر والترشيح). ^{[ ١١٤ ]} تُعدّ البيئات الحيوية على الأسطح بمثابة ممرات حيوية، تُسهم، جنبًا إلى جنب مع المساحات الخضراء الأرضية والبذور التي تنشرها الرياح والطيور، إسهامًا كبيرًا في البنية التحتية الخضراء الحضرية. ^{[ ١ ]}

في منطقة دويسبورغ الشمالية الصناعية القديمة في مقاطعة الرور بألمانيا، تقع حديقة طبيعية تجمع بين المنشآت الصناعية السابقة والتنوع البيولوجي الطبيعي. وقد صمم المهندسون المعماريون لاتز وشركاؤه الحديقة المائية التي تتألف الآن من نهر إمشر القديم، مقسمًا إلى خمسة أقسام رئيسية: قناة المياه الصافية، وسد إمشر، وقناة إمشر، ومضيق إمشر، وجدول إمشر. تُغذى قناة تصريف مياه الصرف الصحي المكشوفة لنهر "إمشر القديم" تدريجيًا بمياه الأمطار المجمعة عبر سلسلة من السدود والقنوات المائية. هذا الإمداد التدريجي يعني أنه حتى في فترات الجفاف الطويلة، يمكن تزويد نهر إمشر القديم بالمياه لتجديد مستويات الأكسجين. ^{[ 115 ]} وقد أتاح ذلك تحويل مجرى النهر المُقنّى إلى وادٍ يوفر إمكانيات لتنمية الطبيعة والاستجمام. كجزء أساسي من الأهداف البيئية، أُدرجت مساحات واسعة من المناطق المهملة في الموقع ضمن الخطة، إذ وُجد أنها تضم ​​تنوعًا بيولوجيًا غنيًا من النباتات والحيوانات، بما في ذلك أنواع مهددة بالانقراض مدرجة في القائمة الحمراء. وكان من بين المحاور المهمة الأخرى في تطوير الخطة إبراز النظام المائي، بهدف تعزيز العلاقة بين الزوار والماء. ^{[ 1 ]}

بدأ مشروع الدفيئة في عام ٢٠٠٨ على يد مجموعة صغيرة من أولياء أمور ومعلمي المدارس الحكومية لتيسير التعلم العملي، ليس فقط لتعليم الأطفال عن الغذاء والتغذية، بل أيضاً لمساعدتهم على اتخاذ خيارات واعية بشأن تأثيرهم على البيئة. يُبنى المختبر عادةً على شكل دفيئة تقليدية على أسطح المدارس، ويضم مزرعة حضرية مائية ومختبراً لعلوم البيئة. ويشمل ألواحاً شمسية، وأنظمة زراعة مائية، ونظاماً لتجميع مياه الأمطار، ومحطة أرصاد جوية، ومحطة لإنتاج السماد العضوي. تشمل المواضيع التعليمية الرئيسية التغذية، وإدارة موارد المياه، والاستخدام الأمثل للأراضي، وتغير المناخ، والتنوع البيولوجي، والحفاظ على البيئة، والتلوث، وإدارة النفايات، والتنمية المستدامة. يتعلم الطلاب العلاقة بين الإنسان والبيئة، ويكتسبون فهماً أعمق للتنمية المستدامة وعلاقتها المباشرة بالتنوع الثقافي. ^{[ ١١٦ ]}

في أوائل التسعينيات، اشتهرت منطقة هاماربي سيستاد بكونها منطقة صناعية وسكنية متدهورة وملوثة وغير آمنة. ^{[ 1 ]} أما الآن، فهي حي جديد في ستوكهولم، حيث فرضت المدينة متطلبات بيئية صارمة على المباني والمنشآت التقنية وحركة المرور. ويُعدّ نموذج هاماربي، الذي طورته شركة فورتوم وشركة مياه ستوكهولم وإدارة نفايات ستوكهولم، حلاً متكاملاً للطاقة والنفايات والمياه للمساكن والمكاتب على حد سواء. والهدف منه هو خلق بيئة سكنية قائمة على الاستخدام المستدام للموارد. ^{[ 117 ]} ومن الأمثلة على ذلك استخدام الحرارة المهدرة من مياه الصرف الصحي المعالجة لتسخين المياه في نظام التدفئة المركزية، وإعادة مياه الأمطار إلى الدورة الطبيعية من خلال تسربها في الأسطح الخضراء وأحواض المعالجة، وإعادة تدوير الحمأة الناتجة عن معالجة مياه الصرف الصحي المحلية كسماد للزراعة والغابات. ^{[ 1 ]} لقد كان هذا النموذج المستدام مصدر إلهام للعديد من مشاريع التنمية الحضرية، بما في ذلك واجهة تورنتو البحرية (كندا)، ونيو ويمبلي في لندن، وعدد من المدن/المناطق الحضرية في الصين. ^{[ 118 ]}

تقع قناة غوانوس في بروكلين ، نيويورك، وتحدها عدة أحياء سكنية منها بارك سلوب، وكوبل هيل، وكارول غاردنز، وريد هوك. وتصب القناة في ميناء نيويورك . كانت القناة، التي اكتمل بناؤها عام ١٨٦٩، طريقًا رئيسيًا للنقل بين مدينتي بروكلين ونيويورك اللتين كانتا منفصلتين آنذاك. ومن بين المنشآت العديدة التي كانت تعمل على طول القناة: مصانع الغاز، والمطاحن، والمدابغ، ومصانع الكيماويات. ونتيجةً لسنوات من التصريفات، وجريان مياه الأمطار، ومياه الصرف الصحي، والملوثات الصناعية، أصبحت القناة واحدة من أكثر المسطحات المائية تلوثًا في البلاد. وتشمل الملوثات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ومخلفات قطران الفحم، والمعادن الثقيلة، والمركبات العضوية المتطايرة. في ٢ مارس ٢٠١٠، أضافت وكالة حماية البيئة الأمريكية القناة إلى قائمة أولوياتها الوطنية (NPL) ضمن برنامج "سوبرفند". ويتيح إدراج القناة في هذه القائمة للوكالة إجراء المزيد من التحقيقات حول التلوث في الموقع ووضع خطة لمعالجة هذا التلوث.

بعد تصنيف القناة ضمن قائمة المواقع ذات الأولوية الوطنية، سعت عدة شركات إلى إعادة تصميم المنطقة المحيطة بها بما يتوافق مع مبادئ وكالة حماية البيئة الأمريكية. وكان من بين المقترحات مشروع "حديقة غوانوس كانال سبونج"، الذي اقترحته سوزانا دريك من شركة "ديلاند ستوديو" للهندسة المعمارية وتصميم المناظر الطبيعية ، ومقرها بروكلين. صممت الشركة نظامًا للمساحات العامة المفتوحة يعمل على إبطاء جريان المياه السطحية وامتصاصها وترشيحها، بهدف معالجة المياه الملوثة، وتنشيط الواجهة المائية الخاصة بالقناة، وإعادة إحياء الحي. وتكمن الميزة الفريدة للحديقة في كونها مساحة خضراء عاملة، ما يعني قدرتها على تحسين بيئة القناة بمرور الوقت، مع دعم مشاركة الجمهور في النظام البيئي للقناة في الوقت نفسه. وقد حازت الحديقة على جائزة مهنية من الجمعية الأمريكية لمهندسي المناظر الطبيعية (ASLA) في فئة التحليل والتخطيط عام 2010.

يُعدّ مشروع لافيت غرينواي في نيو أورليانز، لويزيانا ، جهدًا لإعادة إحياء المنطقة بعد إعصار كاترينا ، حيث يستخدم البنية التحتية الخضراء لتحسين جودة المياه ودعم موائل الحياة البرية. ^{[ 42 ]} كان الموقع سابقًا ممرًا صناعيًا يربط الحي الفرنسي بخليج سانت جون وبحيرة بونتشارترين . ^{[ 42 ]} تمثّل جزء من خطة إعادة الإحياء في دمج البنية التحتية الخضراء لتحقيق الاستدامة البيئية. ^{[ 42 ]} تمثّلت إحدى استراتيجيات التخفيف من الفيضانات المحلية في إنشاء ملاعب ترفيهية مُصممة خصيصًا لتجميع المياه خلال فترات الأمطار الغزيرة. ^{[ 42 ]} تمثّلت استراتيجية أخرى في استعادة النظام البيئي الأصلي للممر، مع إيلاء اهتمام خاص للمناطق الانتقالية التي تقسم الموقع. ^{[ 42 ]} اقترح التصميم تحديث المباني التاريخية بتقنيات إدارة مياه الأمطار، مثل أنظمة تجميع مياه الأمطار، مما يسمح بالحفاظ على المباني التاريخية. ^{[ 42 ]} حصل هذا المشروع على جائزة التميز من الجمعية الأمريكية لمهندسي المناظر الطبيعية (ASLA) في عام 2013. ^{[ 42 ]}

وفقًا لـ"الخطة الرئيسية للبنية التحتية الخضراء" التي وضعتها شركة هوكينز بارتنرز، يستخدم مهندسو الإنشاءات المدنية نظم المعلومات الجغرافية لتحليل نماذج الأسطح غير المنفذة للمياه باستخدام بيانات هطول الأمطار التاريخية في ناشفيل ضمن نظام الصرف الصحي المشترك، وذلك لتحديد معدلات الجريان السطحي الحالية. وتساعد نظم المعلومات الجغرافية فرق التخطيط على تحليل إمكانية خفض حجم المياه في المنطقة المحددة للبنى التحتية الخضراء، بما في ذلك تجميع مياه الأمطار، والأسطح الخضراء، والأشجار الحضرية، وتدابير التحكم الهيكلي. ^{[ 122 ]}

يُعدّ نقص التمويل عائقًا رئيسيًا أمام تنفيذ مشاريع البنية التحتية الخضراء. مع ذلك، تتميز هذه المشاريع بمزايا عديدة، منها قدرتها على جذب التمويل من مصادر متنوعة. ويمكن الاستفادة من بعض برامج الحوافز الضريبية التي تديرها الوكالات الفيدرالية لجذب التمويل لهذه المشاريع. فيما يلي مثالان على برامج ذات نطاق واسع يدعم مشاريع البنية التحتية الخضراء:

• تُدير وزارة الطاقة الأمريكية مجموعة من الحوافز الضريبية لكفاءة الطاقة، ويمكن دمج البنية التحتية الخضراء في تصميم المشاريع للاستفادة من هذه الحوافز. ومن الأمثلة على ذلك برنامج ائتمانات كفاءة الطاقة في ولاية أوريغون. ففي مدينة يوجين بولاية أوريغون، شُيّدت محطة وقود حيوي جديدة على موقع محطة وقود مهجورة، وتضمنت سقفًا أخضر، ومصارف حيوية، وحدائق مطرية. وفي هذه الحالة، ساهمت إعفاءات ضريبية بقيمة تقارب 250 ألف دولار في تخفيض ضريبة الدخل والمبيعات للشركة الخاصة التي أنشأت المشروع وشغّلته.
• تتولى وزارة الخزانة الأمريكية إدارة برنامج ائتمان الضرائب للأسواق الجديدة ، الذي تبلغ قيمته مليارات الدولارات ، والذي يشجع الاستثمار الخاص في مجموعة متنوعة من المشاريع (عادةً مشاريع عقارية أو مشاريع تطوير أعمال) في المناطق المتضررة. وتُخصص المنح للجهات غير الربحية والكيانات الخاصة بناءً على مقترحاتها لتوزيع هذه المزايا الضريبية. ^{[ 123 ]}

قد يعتقد البعض أن المساحات الخضراء مكلفة للغاية ويصعب صيانتها، لكن المساحات الخضراء عالية الأداء يمكن أن توفر فوائد اقتصادية وبيئية واجتماعية ملموسة. ^{[ 124 ]} على سبيل المثال:

• يمكن أن تساهم زراعة الغابات في البيئة الحضرية في دعم إدارة مياه الأمطار وتقليل تكاليف استخدام الطاقة والجريان السطحي المرتبط بها. ^{[ 10 ]}
• يمكن تطبيق أنظمة الاحتفاظ البيولوجي لإنشاء نظام نقل صديق للبيئة. ^{[ 10 ]}
• لا يُعدّ العشب حلاً جذرياً لمياه الأمطار، لذا يلزم إيجاد بديل للحدّ من جريان المياه السطحية (شديدة السمية) في المناطق الحضرية والضواحي، ولإبطاء تدفق المياه وتسهيل تسربها إلى باطن الأرض. في المنازل، يمكن تقليل جريان المياه بنسبة 30% باستخدام حدائق المطر في فناء المنزل. ويُعتبر الحد الأدنى لمساحة هذه الحدائق 150 قدمًا مربعًا، ويتراوح عادةً بين 300 و150 قدمًا مربعًا. تتراوح تكلفة القدم المربع الواحد بين 5 و25 دولارًا أمريكيًا، وذلك حسب نوع النباتات المستخدمة وانحدار الأرض. وتُعدّ الأشجار والشجيرات والنباتات المعمرة المحلية في الأراضي الرطبة والمناطق النهرية من أكثر النباتات فائدةً في تنقية مياه الأمطار.

ونتيجة لذلك، تعمل المساحات الخضراء عالية الأداء على خلق توازن بين البيئة المبنية والبيئة الطبيعية. ^{[ 10 ]} وقد لوحظ، على سبيل المثال، أن وفرة المساحات الخضراء في المجتمعات أو الأحياء تشجع على المشاركة في الأنشطة البدنية بين كبار السن من الرجال، ^{[ 125 ]} في حين أن وجود مساحات خضراء أكبر حول المنزل يرتبط بتحسين الصحة النفسية . ^{[ 126 ]}

إضافةً إلى هذه الفوائد، أظهرت دراسات حديثة أن السكان يُقدّرون بشدة الجوانب التجريبية للبنية التحتية الخضراء، مؤكدين على أهمية الجماليات والرفاهية والشعور بالانتماء للمكان. ويشير هذا التركيز على خدمات النظام البيئي الثقافية إلى ضرورة إعطاء الأولوية لهذه العناصر عند تصميم وتنفيذ البنية التحتية الخضراء، لما لها من دور كبير في تعزيز إدراك المجتمع للقيمة وجودة الحياة بشكل عام. ^{[ 127 ]}

أظهرت دراسة أجريت عام 2012، ركزت على 479 مشروعًا للبنية التحتية الخضراء في جميع أنحاء الولايات المتحدة، أن 44% من هذه المشاريع خفضت التكاليف، مقارنةً بنسبة 31% التي زادتها. وكانت أبرز وفورات التكاليف ناتجة عن انخفاض جريان مياه الأمطار وانخفاض تكاليف التدفئة والتبريد . ^{[ 128 ] [ 129 ]} غالبًا ما تكون البنية التحتية الخضراء أقل تكلفة من استراتيجيات إدارة المياه التقليدية الأخرى. فعلى سبيل المثال، اكتشفت مدينة فيلادلفيا أن خطة جديدة للبنية التحتية الخضراء ستكلف 1.2 مليار دولار على مدى 25 عامًا، مقارنةً بـ 6 مليارات دولار كانت ستُطلب لتمويل خطة للبنية التحتية التقليدية. ^{[ 130 ]}

من المخطط أن تبلغ تكلفة البنية التحتية الخضراء الشاملة في فيلادلفيا 1.2 مليار دولار فقط على مدى السنوات الخمس والعشرين القادمة، مقارنةً بأكثر من 6 مليارات دولار للبنية التحتية التقليدية (الأنفاق الخرسانية المُنشأة لنقل المياه). وبموجب خطة البنية التحتية الخضراء الجديدة، من المتوقع أن: ^{[ 131 ]}

• سيتم توظيف 250 شخصًا سنويًا في وظائف خضراء.
• يمكن تجنب أو امتصاص ما يصل إلى 1.5 مليار رطل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من خلال البنية التحتية الخضراء كل عام (أي ما يعادل إزالة ما يقرب من 3400 مركبة من الطرق).
• ستتحسن جودة الهواء بفضل الأشجار الجديدة والأسطح الخضراء والحدائق.
• ستستفيد المجتمعات على الصعيدين الاجتماعي والصحي
• سيتم تجنب حوالي 20 حالة وفاة بسبب الربو.
• سيتم تقليل أيام الغياب عن العمل أو الدراسة بمقدار 250 يومًا
• كما يمكن خفض الوفيات الناجمة عن الحرارة المفرطة في المدن بمقدار 250 حالة على مدى 20 عامًا.
• ستؤدي المساحات الخضراء الجديدة إلى زيادة قيمة العقارات بمقدار 390 مليون دولار على مدى 45 عامًا، مما سيعزز أيضًا ضرائب العقارات التي تحصل عليها المدينة.

من المتوقع أن تُكلّف خطة البنية التحتية الخضراء في مدينة نيويورك 1.5 مليار دولار أقل من تكلفة نهج البنية التحتية التقليدية المماثل. كما ستوفر أنظمة إدارة مياه الأمطار الخضراء وحدها مليار دولار، بتكلفة أقل بنحو 0.15 دولار للغالون. وتتراوح فوائد الاستدامة في مدينة نيويورك بين 139 و418 مليون دولار على مدى 20 عامًا، وهي مدة المشروع. وتشير تقديرات هذه الخطة الخضراء إلى أن "كل فدان مغطى بالكامل بالنباتات من البنية التحتية الخضراء سيوفر فوائد سنوية إجمالية قدرها 8.522 دولارًا من انخفاض الطلب على الطاقة، و166 دولارًا من انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، و1044 دولارًا من تحسين جودة الهواء، و4725 دولارًا من زيادة قيمة العقارات". ^{[ 128 ] [ 129 ] [ 132 ] [ 133 ]}

إضافةً إلى خطط وتصاميم البنية التحتية الطموحة التي توفر فوائد اقتصادية وصحية من خلال الاستثمار في البنية التحتية الخضراء، حللت دراسة أُجريت عام 2016 في المملكة المتحدة مدى استعداد السكان للدفع مقابل هذه البنية. وخلصت نتائجها إلى أن "الاستثمار في البنية التحتية الخضراء الحضرية التي تتميز بمظهرها الأخضر الواضح، والتي تُسهّل الوصول إليها وإلى المرافق الأخرى، والتي يُنظر إليها على أنها تُعزز وظائف وفوائد متعددة في موقع واحد (أي تعدد الوظائف)، يُولّد قيمًا أعلى للاستعداد للدفع". ^{[ 134 ]} ويتجلى هذا الاستعداد للدفع في فكرة أن مواقع بعض المساكن التي تجمع بين الوظائف العملية والجمالية من المرجح أن تجذب قدرًا أكبر من رأس المال الاجتماعي والاقتصادي. ^{[ 135 ]} ومن خلال تحفيز السكان على الاستثمار في البنية التحتية الخضراء ضمن مناطقهم لأغراض التنمية والمجتمعات، يُتاح استخدام الإيرادات المتزايدة لتسهيل إنشاء المزيد من البنية التحتية الخضراء، مما يزيد في نهاية المطاف من "الجدوى الاقتصادية" للمشاريع المستقبلية. ^{[ 134 ]}

In cities such as Chicago, green infrastructure projects are aimed at enhancing the environment through sustainability and livability, but often they create more social justice concerns like gentrification. This often happens when urban green spaces added in lower income communities attract wealthier residents, which causes the property values to increase and displace the current residence of lower income communities. According to the findings of a study led by Matthaios Santamouris and Paul Osmond, these projects are shown to improve the local environment, in terms of air pollution and ambient temperature.^[136] However, the benefits of such projects are often unevenly distributed, typically serving wealthier, whiter neighborhoods. Additionally, a statistical analysis of the correlation between green infrastructure and its environmental effects on housing prices in Los Angeles led by Junsik Kim, Reid Ewing, and Alessandro Rigolon demonstrates how green infrastructure often leads to "green climate gentrification," as the inequity gap increases between quality and quantity of green installations, housing prices, air pollution, and extreme heat for minority communities.^[137] The impacts of gentrification varies depending on the community, with different implemented infrastructures like greenspaces and transportation avenues along with the size and location of them,^[138] which reshapes the demographic and the economic landscape of the community. The challenges with incorporating more green infrastructure with a beneficial goal for social justice is often due to how the government funds and fulfills projects. Many of the projects are managed by nonprofits so they are not the focus nor are the proper skills necessary acquired which creates a larger social justice issue like the decrease in affordable housing.^[139] This causes a focus on environmental and recreational improvements and neglects the socioeconomic dimensions of sustainability. The planning process of infrastructure should consider the environmental outcomes while also integrating social equity considerations.^[139]

قد تتعارض آثار التجديد الحضري الأخضر على المجتمعات المحلية في نهاية المطاف مع الإيجابيات التي جلبتها البنية التحتية المستدامة والخضراء في البداية. فالبنية التحتية الخضراء، مثل زيادة المساحات الخضراء أو تحسين سهولة المشي في المدن، يمكن أن تُحسّن رفاهية الأفراد الذين يعيشون داخل المجتمعات، ^{[ 140 ]} ولكن غالبًا ما يكون ذلك على حساب نزوح السكان المشردين أو أولئك الذين يعانون من صعوبة الوصول إلى السكن والذين يعيشون في مناطق مشاريع التطوير الحضري المستقبلية. ^{[ 141 ]} ولمواجهة الآثار السلبية للتجديد الحضري الناتج عن التنفيذ العشوائي للبنية التحتية الخضراء، يجب معالجة مختلف "العوائق الحرجة" التي تُشكّل عناصر تمنع توفير السكن بأسعار معقولة. وتشمل هذه العوائق خمسة عوائق رئيسية يجب معالجتها في السياسات والتشريعات المستقبلية للمجتمعات، وهي: "العوائق المتعلقة بالتحديث الأخضر؛ والعوائق المتعلقة بسوق الأراضي؛ والعوائق المتعلقة بالحوافز؛ والعوائق المتعلقة بسوق الإسكان؛ والعوائق المتعلقة بالبنية التحتية". ^{[ 142 ]}

يعتمد نجاح تطبيق البنية التحتية الخضراء في المجتمعات التي عانت من الظلم البيئي، كالتلوث المفرط أو نقص المساكن بأسعار معقولة، على التفاعل والتعاون بين مديري المشاريع المشرفين على مواقع البنية التحتية الخضراء وسكان المجتمع. وقد برزت أبرز المخاوف التي أثارها سكان إحدى المجتمعات في نيوجيرسي، والمتعلقة بصيانة البنية التحتية الخضراء لإدارة مياه الأمطار، وضرورة أن تكون مشاريعها المستقبلية متعددة الجوانب وليست شاملة لجميع المجتمعات، والدعوة إلى تطبيق العدالة البيئية ضمن خطط المشاريع، إذ إن "مشاريع البنية التحتية الخضراء، كجزء من مبادرات التشجير المجتمعي الأوسع، لا تضمن تلقائيًا العدالة البيئية والمساواة الصحية، والتي قد تغيب في العديد من المدن التي تشهد انكماشًا عمرانيًا." ^{[ 143 ]} من المهم فهم الإمكانيات البيئية والاقتصادية التي توفرها البنية التحتية الخضراء، ولكن يجب مراعاة عدم المساواة البيئية في الوصول إلى هذه المساحات ^{[ 144 ]} عند تطبيقها في المجتمعات. ويُعدّ التركيز على المجتمعات الأقل حظًا في الوصول إلى خدمات النظام البيئي والبنية التحتية الخضراء عنصرًا أساسيًا لضمان استفادة جميع المجتمعات والسكان من فوائد ونتائج التطبيق.

يُعدّ برنامج شهادة الريادة في تصميم الطاقة والبيئة (LEED) أحد البرامج التي دمجت البنية التحتية الخضراء في مشاريع البناء حول العالم . يوفر هذا النظام تصنيفًا مرجعيًا للمباني والأحياء الخضراء ، ويُقيّم بشكل موثوق المسؤولية البيئية للمشروع. ^{[ 145 ]} يُحفّز برنامج LEED التطوير الذي يستخدم الموارد بكفاءة. ^{[ 146 ]} على سبيل المثال، يُقدّم البرنامج نقاطًا مُحدّدة لتقليل استهلاك المياه داخل المباني وخارجها، وتحسين أداء الطاقة، وإنتاج الطاقة المتجددة، وتقليل نفايات المشروع أو إعادة تدويرها. من بين مبادرات LEED التي تُشجّع بشكل مباشر على استخدام البنية التحتية الخضراء، إدارة مياه الأمطار والحدّ من ظاهرة الجزر الحرارية. ^{[ 147 ]} من الأمثلة على تطوير الأحياء الحاصلة على شهادة LEED بنجاح، مشروع تطوير النقل العام (TOD) في شارعَي التاسع وبيركس في فيلادلفيا، بنسلفانيا ، والذي حصل على تصنيف بلاتيني في 12 أكتوبر 2017. ^{[ 148 ]}

طوّر المعهد الدولي للمستقبل المستدام نهجًا آخر لتطبيق البنية التحتية الخضراء. ^{[ 149 ]} يقيّم تحدي المجتمع المستدام ^{[ 150 ]} المجتمع أو المدينة في عشرين جانبًا مختلفًا من جوانب الاستدامة. ^{[ 151 ]} ومن الجدير بالذكر أن التحدي ينظر فيما إذا كان المشروع يحقق فائضًا صافيًا في استخدام المياه ^{[ 152 ]} والطاقة ^{[ 153 ]} ، ويستخدم المواد المتجددة. ^{[ 154 ]}